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慢走丝电火花线切割机床走丝系统的研究

作　者: 董晓东
导　师: 郭永丰
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 机械制造及自动化
关键词: PC机和数据采集卡恒速恒张力控制走丝系统慢走丝线切割
分类号: TG484
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 393次
引　用: 3次
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内容摘要

本文是结合慢走丝电火花线切割机床开发的课题而进行的研究,走丝机构的恒速恒张力控制是衡量慢走丝线切割机床性能的一项重要指标,直接影响着工件的加工精度和加工表面质量。随着近年来微细、高精度加工的发展需要,对走丝系统的稳定性也提出了很高的要求,因此对走丝系统的研究具有重要意义。本文通过查阅大量国内外有关慢走丝线切割加工技术的文献,综述了慢走丝线切割机床及走丝系统的发展状况,在对走丝机构的工作原理进行分析和研究基础上,提出了采用双电机转速差加载式的闭环张力控制方式,研制了以PC机为主要控制单元,以基于PCI总线的数据采集卡建立的功能模块为转换输入和输出,以交流伺服电机为执行元件和以张力传感器为反馈元件的走丝控制系统。建立了走丝控制系统的数学模型和给出了系统传递函数。研制了走丝系统的机械装置,在关键部件的研制上,设计了张力轮与压轮、速度轮与压轮之间的压紧力自动调节的结构。走丝系统成功地将控制系统模块化,设计并调试了多路稳压电路、继电器控制电路、断丝检测电路等硬件电路和A/D转换、数字滤波、PID调节、转速测量等软件程序,并开发了走丝控制系统的实时控制程序,从而保证了走丝系统的可使用性和稳定性。在对走丝系统内、外部参数进行调试和确定后,对整个控制系统进行了测试研究。通过测试以及对测试结果进行分析,得出了走丝控制系统具有稳定性,证明了本方案的可行性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题的来源和研究目的及意义  8-9
  1.2 国内外慢走丝线切割加工及走丝系统的发展现状  9-12
    1.2.1 国外的发展及研究现状  10-11
    1.2.2 国内的发展及研究现状  11-12
  1.3 论文研究的主要内容  12-13
第2章走丝系统的方案设计  13-24
  2.1 慢走丝线切割张力装置的种类及构成  13-14
  2.2 走丝控制系统的方案建立  14-15
  2.3 走丝控制系统的组成  15-20
    2.3.1 走丝控制系统的主控单元  17
    2.3.2 走丝控制系统的输入输出模块  17-18
    2.3.3 走丝控制系统的执行元件  18
    2.3.4 张力传感器  18-19
    2.3.5 磁粉制动器  19-20
  2.4 走丝系统的数学模型  20
  2.5 走丝系统的传递函数  20-23
  2.6 本章小结  23-24
第3章走丝系统的硬件设计  24-30
  3.1 走丝系统的结构组成  24-27
    3.1.1 张力轮机构  24-26
    3.1.2 速度轮机构  26-27
  3.2 走丝控制系统的电路组成  27-29
    3.2.1 稳压电源  27-28
    3.2.2 交流伺服电机接口电路的设计  28-29
    3.2.3 断丝检测电路  29
  3.3 本章小结  29-30
第4章走丝系统的软件设计  30-38
  4.1 走丝系统的软件组成  30
  4.2 走丝系统软件的功能分析  30-32
  4.3 走丝控制系统软件的编写  32-37
    4.3.1 数据采集的A/D转换模块  32-33
    4.3.2 数据处理的数字滤波  33-34
    4.3.3 走丝控制系统的PID调节  34-35
    4.3.4 走丝系统的转速测量模块  35-37
  4.4 本章小结  37-38
第5章走丝系统的实验研究  38-44
  5.1 走丝系统的参数设定  38-40
    5.1.1 张力反馈值设定  38
    5.1.2 速度给定值设定  38-40
    5.1.3 速度反馈值设定  40
  5.2 走丝系统的调试  40-41
  5.3 走丝系统的对比分析  41-43
  5.4 本章小结  43-44
结论  44-45
参考文献  45-49
附录  49-50
哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明  50
哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书  50
哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理  50-51
致谢  51

慢走丝电火花线切割机床走丝系统的研究

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