基于STM32的振动式循环脉冲电解控制系统设计.pdf

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1、２０１６年１月机床与液压Ｊａｎ?２０１６第４４卷第２期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ?４４Ｎｏ?２ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?１００１－３８８１?２０１６?０２?０５３基于ＳＴＭ３２的振动式循环脉冲电解控制系统设计徐伟，史先传，钱磊，程鸣亚，吴超（常州大学机械工程学院，江苏常州２１３１６４）摘要：设计了以ＳＴＭ３２为控制器、以触摸屏为人机界面的振动式循环脉冲电解控制系统。该系统采用伺服电机编码器反馈脉冲信号控制脉冲电解的加工角度范围，即当反馈脉冲个数处于某一区间时，进行脉冲电解加工，在区间以外时停止脉冲电解加工，从而实现小间隙加工、大间隙冲刷功能。此外，通过相应硬

2、件和软件设计实现两台电机同步转动、平滑加减速和准确回零等功能。应用该系统能有效提高脉冲电解的实时性、准确性和加工质量。关键词：脉冲电解；控制系统；脉宽调制；ＳＴＭ３２中图分类号：ＴＧ６５９；ＴＰ２７１文献标志码：Ｂ文章编号：１００１－３８８１（２０１６）２－１７２－３ＤｅｓｉｇｎｏｆＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎＴｙｐｅＣｙｃｌｅＰｕｌｓｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＭａｃｈｉｎｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２ＸＵＷｅｉ，ＳＨＩＸｉａｎｃｈｕａｎ，ＱＩＡＮＬｅｉ，ＣＨＥＮＧＭｉｎｇｙａ，ＷＵＣｈａｏ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈａｎｇｚｈｏ

3、ｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＣｈａｎｇｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２１３１６４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｙｐｅｃｙｃｌｅｐｕｌｓｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｍａｃｈｉｎｉｎｇ（ＰＥＣＭ）ｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎＳＴＭ３２．Ｔｈｅｔｏｕｃｈｓｃｒｅｅｎｗａｓｕｓｅｄａｓｈｕｍａｎ⁃ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｍａｃｈｉｎｉｎｇａｎｇｌｅｒａｎｇｏｆｐｕｌｓｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｗａｓｃｏｎ⁃ｔｒｏｌｌｅｄｂｙｔｈｅｆｅｅｄｂａｃｋｓｉｇｎａｌｏｆｅｎｃｏｄｅｒｆｒｏｍｓｅｒｖｏｍｏ

4、ｔｏｒ．Ｗｈｅｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｆｅｅｄｂａｃｋｓｉｇｎａｌｂｅｌｏｎｇｅｄｔｏａｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｕｌｓｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｍａｃｈｉｎｉｎｇｗａｓｐｒｏｃｅｓｓｅｄ．Ｗｈｅｎｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｔｈｅｆｅｅｄｂａｃｋｓｉｇｎａｌｄｉｄｎｏｔｂｅｌｏｎｇｔｏｔｈｅｓｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｕｌｓｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ⁃ｉｃａｌｍａｃｈｉｎｉｎｇｗａｓｎｏｔｐｒｏｃｅｓｓｅｄ．Ｔｈｅｒｅｂｙｓｍａｌｌｇａｐｓｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｌａｒｇｅｇａｐｓｃｌｅａｒａｎｃｅｗｅｒｅｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｒｅｌｅｖａｎ

5、ｔｈａｒｄｗａｒｅａｎｄｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｒｏｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｗｏｍｏｔｏｒｓ，ｓｍｏｏｔｈａｃｃｅｌｅｒ⁃ａｔｉｏｎａｎｄｓｍｏｏｔｈｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ａｃｃｕｒａｔｅｂａｃｋｔｏｚｅｒｏｗｅｒｅｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｒｅａｌ⁃ｔｉｍｅａｎｄａｃｃｕｒａｃｙｏｆｐｕｌｓｅｅｌｅｃ⁃ｔｒｏｌｙｓｉｓａｎｄｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｕｌｓｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｍａｃｈｉｎｉｎｇｃａｎｂｅｖａｌｉｄｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙｗ

6、ｏｒｄｓ：Ｐｕｌｓｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ；Ｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；Ｐｕｌｓｅ⁃ｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；ＳＴＭ３２电解加工是利用金属在外电场作用下的高速局部时进行电解加工，所以在叶片（工件）的两侧各有阳极溶解的过程，实现金属成形加工的特种加工工一个进行振动电解的曲柄滑块机构（工具阴极）。装［１］艺，广泛应用在航空发动机叶片等零部件的生产置示意图如图１所示，曲柄的功能由偏心轮实现。曲［２］中。振动进给、脉冲电解加工使等效加工间隙减柄由伺服电机驱动，当电机旋转至某一角度时，工具［３］小，改善工艺精度，提高零件表面质量。阴极趋向工件，进行振动脉冲电解；工具阴极远离工振动进给、脉冲电解加

7、工中对脉冲电解的现有控件，停止振动脉冲电解。制方式是依据遮光板和光电开关的信号对脉冲电解加［４－５］工角度范围进行控制。但光电开关响应时间误差为毫秒级，当电机转速为３０００ｒ／ｍｉｎ时，脉冲电解加工角度的误差可达１８°以上，影响加工质量。此外，若要改变脉冲电解加工的角度范围，则需要改变遮光板的大小和遮光位置，易产生安装误差，也会影响加工质量。在分析脉冲电解现有控制方式对加工质量的影响基础上，提出了