微細電火花加工脈沖電源及伺服控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、微細電火花加工技術(shù)是電火花加工領(lǐng)域的一個重要分支，由于它具有非接觸式加工、放電能量精確可控、加工精度高等優(yōu)點，使得微細電火花加工技術(shù)在窄槽、深孔、微小孔等特殊加工領(lǐng)域有著不可替代的地位，在航空航天、電子、精密機械等行業(yè)有著廣泛應(yīng)用。
　　本課題的目的是為微細電火花加工機床設(shè)計一套微能脈沖電源和伺服控制系統(tǒng)。首先綜述了微細電火花加工產(chǎn)生、發(fā)展歷程和當前國內(nèi)外的發(fā)展狀況，在介紹了微細電火花加工與普通電火花加工相比的特殊性之后，從宏觀和

2、微觀兩個角度分析了電火花加工的放電原理及其工藝過程，并對高頻微能脈沖電源、放電狀態(tài)檢測和伺服進給系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，分析了針對這些關(guān)鍵技術(shù)提出的解決方案和研究成果，為以后的脈沖電源和加工過程伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了理論依據(jù)和設(shè)計參考。
　　為滿足微細電火花加工高頻微能的脈沖放電要求，設(shè)計了一款以32位高速單片機STM32為控制核心，以功率MOSFET構(gòu)成可控式RC放電結(jié)構(gòu)的微能脈沖電源，具有放電頻率高，脈沖能量可控的優(yōu)點。該

3、電源具有串口通信功能，可以通過上位機對電源的加工參數(shù)進行調(diào)節(jié)。另外，該電源通過平均電壓檢測法對放電狀態(tài)進行檢測并將檢測信號調(diào)理轉(zhuǎn)換后上傳給控制系統(tǒng)，作為伺服控制的依據(jù)。
　　針對微細電火花加工伺服控制精度高、響應(yīng)速度快的控制要求，設(shè)計了交流伺服電機+壓電陶瓷致動器的宏微復(fù)合進給結(jié)構(gòu)。交流伺服實現(xiàn)大步距的進給或回退運動，壓電陶瓷致動器搭載在宏進給結(jié)構(gòu)上構(gòu)成微進給級，實現(xiàn)對微位移的控制和響應(yīng)調(diào)節(jié)。在分析兩者不同的組合控制方案后，選用了