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新型快走丝线切割机床走丝系统的结构分析及恒张力控制研究

作　者: 张娟飞
导　师: 李文斌
学　校: 太原理工大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 快走丝线切割机床 走丝系统 结构设计 恒张力控制 F-PID复合控制 仿真
分类号: TG48
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


众所周知,快走丝线切割机床是我国独立创造的电加工设备,结构简单,价格低廉,被广泛的应用于精密零件加工和特殊材料加工等领域中。走丝系统是快走丝电火花线切割机床中的重要组成部分,走丝系统既要保证电极丝在走丝的过程中尽量减少振动和断丝等现象,还要使电极丝在走丝的过程中保持张力恒定以保证电极丝的精确定位。整个走丝系统的好坏,直接影响着快走丝线切割机床的加工工件的切割质量和切割效果。本论文是正是在此背景条件下提出来。本论文是针对快走丝线切割机床的走丝系统进行改进设计而进行的研究。在查阅和研究了大量的关于快走丝线切割电火花机床资料的基础上,综述了目前国内外快走丝线切割机床及其走丝系统的发展,分析研究了走丝系统中不同的恒张力控制方案等的基础上,提出了一种双储丝筒走丝机构和采用F-PID复合控制策略的恒张力控制系统的设计方案。利用机械设计的知识,对双储丝筒走丝机构的主要部件进行了设计,利用Pro/E对其建模,再利用仿真软件ADAMS对走丝机构进行了仿真,仿真结果达到了预期的设计要求；利用ADAMS的二次开发功能,对电极丝仿真模型进行了构建,弥补了虚拟样机技术环境中对电极丝建模仿真的不足,为进一步对走丝系统进行动力学仿真提供了条件；采用了以磁粉制动器为张力执行元件,以F-PID复合控制为控制策略的恒张力控制系统,利用经典控制理论,建立走丝系统的数学模型和系统各个环节的传递函数,设计了模糊控制器以及实现恒张力F-PID复合控制系统软件；利用MATLAB/Simulink分别对PID控制、模糊控制和F-PID复合控制三种控制策略的恒张力控制系统进行了仿真,对比仿真结果,得出采用F-PID复合控制策略能够获得高的稳态精度和良好的动态特性,能够尽快使张力恒定,采用F-PID复合控制策略方案是可行。

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 焊接、金属切割及金属粘接 > 金属切割及设备
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