微细电火花加工脉冲电源及智能控制器设计.pdf

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1、微细电火花加工脉冲电源及智能控制器设计尚继良，陈强(青岛科技大学，山东青岛266042)DesignofPulseGeneratorandIntelligentControllerforMicroEDMSHANGJiliang，CHENQiang(QingdaoUniversityofScienceandTechnology，Qingdao266042，China)摘要：设计了以DSP和CPLD为控制单元的微0引言细电火花脉冲电源，满足微细电火花加工单个脉冲能量小而可控的要求。针对加工过程难以用数学微能脉冲电源是微细电火花加工能量的核心。模型描述的问题，利用智能控制不依赖数学模型的它的单次

2、脉冲放电的性能直接影响着电火花加工优势，设计了模糊神经网络控制器，根据间隙放电速度，加工质量、稳定性等加工指标。因此，脉冲控状态，对在线参数实时调整。通过微小孔加工实验制是电火花加工过程控制的一个重要方面。从加表明，采用智能控制的加工方式可以提高加工速工时单个脉冲能量小而可控的设计思路出发，设计度，有很好的应用前景。了基于CPLD的可控式RC脉冲电源，具有频率高、关键词：微细电火花加工；脉冲电源；模糊神经脉宽、脉间可调的特点。针对电火花在线加工参数网络难以控制的问题，利用神经网络模糊控制不依赖数中图分类号：TG661学模型进行控制和分布式数据处理的特点，设计了文献标识码：A基于DSP的加工

3、过程模糊神经网络控制器，根据放文章编号：1001—2257(2015)04—0065—04电状态实时在线调节加工参数，提高了加工稳定性Abstract：ThispaperdesignedamicroEDM和加工速度。pulsegeneratorusedDSPandCPLDasthecontrol1微能脉冲电源硬件设计unit，whichcansatisfytherequirementsthatthe1．1系统总体结构设计microEDMsinglepulseenergymustbesmalland微细电火花加工过程总体结构如图1所示。controllable．Accordingtothep

4、roblemthatmathe—maticalmodelofmachiningprocessisdifficulttobuild，wedesignedafuzzyneuralnetworkcontrol—ler，becauseintelligentcontrolhastheadvantagesthatitdoesnotdependonthemathematicalmodel，SOwecanadjusttheonlineparametersinrealtimeaccordingtothegapstate．Themicroholemachi—ningexperimentshowsthatthe

5、processingmethodofintelligentcontrolcanimprovetheprocessingspeed，whichhasagoodapplyprospect．图1系统总体结构Keywords：microEDM；pulsegenerator；fuzzy脉冲电源由主控制模块、脉冲发生模块、隔离neura1network驱动模块、放电状态监测模块和主电源模块等几个部分组成。以DSP为核心的主控制模块通过串口收稿日期：2014—11—24接收上位机的离线参数设置，发给以CPLD为核心《机械与电子}2015(43·65·火花加工脉冲电源及的脉冲发生模块，产生相应脉冲经高速光

6、耦隔离后1．4隔离驱动模块设计放大驱动功率MOSFET，产生电加工所需的高电压目前，在中小功率的电火花加工用脉冲电源脉冲。为了对放电状态进行实时监控，放电检测模中，普遍采用功率MOSFET作为功率开关，而要实块实时检测放电状态并反馈给主控模块，主控制模现MOSFET的高速通断，必须要满足几个条件：驱块的核心是模糊神经网络控制器，对放电检测状态动电路的延时要小；驱动电路提供的驱动电流要经模糊运算处理后实现对在线加工参数的实时调大；输出负载要尽量小[3]。脉冲发生器产生的脉冲整，以确保加工过程的稳定进行。信号不可以直接驱动MOSFET，本设计选用IR公1．2主放电回路模块设计司的专用芯片IR2

7、117和IR2118，来驱动2个功率微细电火花加工过程其实是单脉冲放电的累MOSFET，它们输入信号相同时输出电平相反，其积过程，要得到较高的加工精度和表面质量，就必部分驱动电路如图3所示。为防止强电信号对数字须控制单脉冲放电能量，一般要求将单脉冲放电的系统的干扰，采用高速光耦HCPL2631对脉冲发生能量控制在1o～1OJL1]。设计的主放电回路如电路和驱动电路进行隔离。图2所示。为保证单脉冲放电能量有较宽的调节范围，