非导电工程陶瓷电火花铣削加工控制系统研究.pdf

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1、《电加工与模具}2010年第2期设计·研究非导电工程陶瓷电火花铣削加工控制系统研究沈蓉，刘永红，纪仁杰(中国石油大学机电工程学院，山东东营257061)摘要：在分析了电火花加工放电状态电压特性的基础上，设计了放电间隙电压的检测电路，并同时设计了v／F转换电路。当加工条件稳定时，用间隙电压直接控制电机转速；当加工条件变化时，用上位机来调整电机转速，从而实现电加工的实时与稳定。关键词：放电间隙检测；V／F转换电路；电火花铣削加工中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2010)O

2、2—0006一O3TheResearchofED—．millingCompositeControlSystemforNon—．conductiveEngineeringCeramicsShenRong，LiuYonghong，jiRenjie(ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China)Abstract：BasedontheanalyzedthecharacteristicsofEDMdischargestates，thedetectioncircu

3、itofdischargegapvoltagewasdesigned．Andthev／Ftranslationcircuitwasdesigned，tOO．Whentheprocessingconditionwasstable，therotatespeedofstepmotorwascontrolledbythegapvoltage．Whentheprocessingconditionvaried，therotateofstepmotorwascontrolledbyPC．Theresultofsuc

4、hdesignshowthatthesystemhashighreal—timeandstability．Keywords：dischargegapdetection；V／Ftranslationcircuit；ED—Milling非导电工程陶瓷的电火花加工技术是当今特种特性是伺服电机没法保证的。另一方面，考虑到电加工领域的一个研究热点，刘永红教授开发了一种火花加工控制的实时性要求，采用硬件直接实现步非导电工程陶瓷电火花加工新技术，具有成本低、材进电机的控制可达到最高的实时控制效果，且具有料去除率高、

5、表面质量好且对环境无污染的特点⋯。实现简单、价格便宜的特点。为此，本文设计了非导为了提高机床的加工水平，需对加工过程进行有效电工程陶瓷电火花铣削加工的放电间隙控制系统，的控制，以保持加工过程稳定、加工效率高，所以要根据加工情况条件是否发生变化，选择使用间隙电求放电问隙控制系统有较高的灵敏度，以适应加工压经过V／F转换后直接控制电机转速或用上位机状态的变化，同时要求问隙控制系统在跟踪间隙变控制电机，并在电加工机床上进行了相关实验，取得化时须有足够的进给分辨率，使调节过程趋于稳定。了很好效果。随着电子技术

6、的发展，步进电机经驱动器细分1放电间隙控制系统硬件结构后步进角可达0．036。，达到相当好的控制精度。另非导电工程陶瓷材料电火花铣削加工放电间隙外，与伺服电机相比，步进电机的位置偏差呈现一致控制系统主要完成对放电问隙电压信号的检测和控性，而伺服电机的位置偏差在一个范围内，这个制，用平均电压检测电路完成对间隙电压的检测，并用V／F转换电路将间隙平均电压转化为频率信号收稿日期：20091115基金项目：国家自然科学基金资助项目(50675225)；山东省科技攻驱动步进电机。同时用上位机完成对检测信号进行关

7、项目(2006002204001)判断和运算，在特定加工状态下输出相应的控制信第一作者简介：沈蓉，女，1970年生，博士研究生。号。其硬件的组成如图l所示。——6——设计·研究《电加工与模具}2010年第2期2．2V／F转换电路v／F转换电路如图3所示。图1放电检测系统硬件结构图间隙电压信号经分压电路后，一路经过A／D转换进入上位机实时采集，上位机可将采集到的间隙电压信号与反馈信号进行比较，并分析处理，处理结果经D／A转换给电机，同时将放电状态波形图实时或离线显示出来。另外一路测取间隙平均电压值3v／

8、F转换电路后，经V／F转换直接给电机，考虑到间隙电压大小输入的平均电压V进入TD650的同相输入和间隙大小基本成线性关系，可采用V／F转换信号端，其输出作为内部单稳电路控制输入，单稳电路的直接控制电机，具有较好的实时性。以上设计兼顾输出则控制MOS的通断产生与v成正比的方波了控制系统的准确性和实时性。_厂【1uT。2放电检测系统硬件结构的实现将电压值信号转换成高频震荡频率的关键元件2．1间隙放电检测电路TD650，具有很高的转换精度及温度稳定性，且频率工