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慢走丝线切割机床走丝系统的研究与开发

作　者: 陈玉娟
导　师: 于兆勤
学　校: 广东工业大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 低速走丝电火花线切割机床走丝系统机构设计恒速恒张力控制
分类号: TG48
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 197次
引　用: 4次
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内容摘要

本文是结合低速走丝电火花线切割机床的开发而进行的研究，相对低速走丝线切割机床而言，走丝系统的重要性不言而喻，可以说低速走丝线切割机床就是围绕电极丝在做文章，走丝系统上的各个环节都体现了机床的水平与质量，走丝速度和张力控制是否合适，直接影响加工工件的表面质量。尤其是近年来，随着微细、高精度加工的需要，对低速走丝电火花线切割机床的走丝系统提出了更高的要求，因此研制走丝系统具有现实的意义。本文在查阅了大量国内外相关低速走丝线切割加工文献的基础上，分析了电火花线切割加工的理论基础，综述了低速走丝线切割机床及其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的基础上，提出了丝速采用步进电机开环控制，丝张力采用磁粉制动器加载式开环控制的整体设计方案；建立了以PC机为主控制单元，以基于PCI总线的运动控制卡和基于ISA总线的D／A输出卡建立的功能模块为转换输入输出，以磁粉制动器为张力执行元件、步进电机为丝速控制系统的执行元件的开环控制系统；分析了走丝控制系统主要组成元件的工作原理，建立走丝控制系统的数学模型，得出了张力控制系统的传递函数。设计并制作了走丝系统的机械装置，在关键部件研制上，设计了张力轮和张力压紧轮之间的压紧力自动调节装置，以及收丝轮和收丝压力轮的压紧力调节装置。设计并调试了控制系统的稳压电路、磁粉制动器的驱动电路，同时基于VB6.0编写了实时控制程序，实现了走丝系统的自动化控制。对走丝系统内、外进行了参数设定后，对整个系统调试。经测试，走丝控制系统能够进行实时控制，证明本方案可行。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
CONTENTS(ENGLISH)  10-13
第一章绪论  13-22
  1.1 引言  13-14
    1.1.1 电火花线切割机床简介  13-14
  1.2 低速走丝电火花线切割技术的国内外研究概况  14-20
    1.2.1 国外研究现状  14-17
    1.2.2 国内研究现状  17-19
    1.2.3 低速走丝电火花线切割机床走丝系统的发展趋势  19-20
  1.3 课题的研究概况  20-22
    1.3.1 课题的研究目的和意义  20
    1.3.2 课题的研究内容  20-22
第二章线切割加工理论基础及张力执行元件  22-33
  2.1 电火花线切割加工的加工原理  22-24
  2.2 线切割加工工艺  24-26
    2.2.1 线切割加工的工艺指标  24
    2.2.2 线切割加工的基本工艺规律  24-26
  2.3 磁粉制动器的分类  26-27
  2.4 磁粉制动器的结构及其工作原理  27-28
  2.5 磁粉制动器的电气工作特性  28-31
    2.5.1 激励电流和转矩的关系  28-30
    2.5.2 滑差工作特性  30
    2.5.3 动作特性  30-31
  2.6 磁粉离合器和制动器的选用  31-32
  2.7 本章小结  32-33
第三章装置的方案设计  33-46
  3.1 走丝系统总体结构  33-35
  3.2 低速走丝线切割机床张力装置及种类  35-37
  3.3 控制系统方案  37-42
    3.3.1 控制系统主控单元的选择  38-39
    3.3.2 运动控制卡  39-40
    3.3.3 步进电机及其驱动器  40-41
    3.3.4 D/A模块  41-42
  3.4 走丝系统的数学模型  42-43
  3.5 张力控制系统的传递函数  43-45
  3.6 本章小结  45-46
第四章装备软硬件设计  46-63
  4.1 装备的机械结构  46-49
    4.1.1 张力轮机构及其电极丝的夹持  46-48
    4.1.2 收丝机构  48-49
  4.2 走丝系统控制电路  49-58
    4.2.1 供电电源电路  50-51
    4.2.2 方案一: PWM功率放大驱动  51-55
    4.2.3 方案二:比例运算放大驱动  55-58
  4.3 控制系统接线设计  58
  4.4 走丝控制系统的开发  58-62
    4.4.1 走丝系统控制软件的功能分析  59
    4.4.2 丝速控制系统  59-60
    4.4.3 恒张力控制系统  60-62
    4.4.4 控制软件主界面  62
  4.5 本章小结  62-63
第五章走丝系统的实验研究  63-67
  5.1 实验仪器  63-64
  5.2 输出电压与张力的关系  64
  5.3 系统的调试  64-66
  5.4 本章小结  66-67
总结  67-69
参考文献  69-72
攻读学位期间发表论文  72-74
致谢  74

慢走丝线切割机床走丝系统的研究与开发

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