三轴电火花成型加工机床数控系统的研究
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摘要
电火花加工技术属于特种加工领域的范畴,是解决一般金切机床难加工材料或形状复杂材料的加工途径之一。面对近几十年来生产的发展和科技的进步,对材料和零件的加工工艺提出了更高的要求,进一步要求电火花加工技术向高效率、高精度、智能化方向发展。在这种研究背景下,本论文对电火花成型加工机床的数控系统进行了研究设计。
     论文首先对电火花加工技术进行了概述,介绍了其发展现状并对其原理进行了分析,初步探讨了电火花的加工机理。随后进一步提出了电火花成型加工技术的概念,阐述了成型加工控制系统的特点及控制方式,对影响成型加工效果的因素进行了分析,为系统控制方案的制定提供了依据。
     根据电火花加工工艺特点,本文提出了基于PC控制技术的软CNC控制系统,PC控制软件负责运行主要NC控制任务和人机交互系统,结合PC外围的微控制器PIC程序控制实现了对放电加工过程的优化控制。由于电加工实时性和非实时性控制任务的并行运行特点,制定了控制软件基于前后台进程的实时中断结构,前台程序主要是负责实时性控制任务,由系统调度运行一段固定或可变的时间(称为时间片)。后台程序是在时间片运行间隙进行的非实时性程序,在后台程序循环中不断被前台实时性控制任务打断。
     根据放电加工电信号变化规律,制定放电间隙控制策略,NC控制软件采用了根据经验公式建立的伺服控制策略,利用改进的平均电压法既考虑到算法的精简性又确保控制的有效性,使伺服控制具有较高的适用性和稳定性。在伺服控制的同时,运动控制系统采用优化的DDA运动插补算法,保证伺服过程中精确的运动轨迹控制。
     利用PC外围微控制器配合NC控制软件完成对加工过程检测,最终实现了机床系统的整体自动化控制,实时性控制和非实时性控制得到较好的整合,使机床性能和自动化水平大幅提高。
Electric discharge machining(EDM) belongs to special machining technique field, aimed tosolve the problem of machining the material which hard to machining due to its complex figureor special hardness by ordinary machine tool. The fast development of manufacture andtechnology in recent years showed more strict demand on the machining craftwork of materialand workpiece. As a result, the EDM technique have to develop itself to be more efficiency,more precise and more intelligence. According to this, this paper take research on the numericcontrol system of electric discharge machine tool.
     First, the paper summarized the EDM technique, introduced the development situation andanalyzed the EDM basic theory and machining mechanism. Then the paper brought forward theconcept of EDM moulding technique, explained its character and control method, analyzed thefactor affect the machining result, according to these materials the paper made the control systemblueprint.
     According to the characteristic of machining craftwork, this paper bring forward the softCNC control system based on PC control technology. The software on PC charges for main NCcontrol task and human-machine intercommunication system, and the outer micro controller takecharge of optimum control of discharging process. Because the real time and non real timeprocess take place at the same time during machining, the paper established the control softwarebased on realtime interrupt, with foreground application and background application.
     According to the electric signal transform rule during discharging, the paper alsoestablished the control strategy for discharging gap. The numeric control software adopt a kindof strategy cased on experience, realized the briefness and validity of control arithmetic at thesame time. During discharging, the software also use DDA(Digital Differential Analyzer)interpolation arithmetic for motion control.
     The NC control software cooperate with microcontroller program, utilized the hardwarecommunication circuit, realized the general control of machine tool.
引文
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