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1、微 細(xì) 電 火 花 加 工 實 驗 系 統(tǒng) 報 告 人 ： 殷 國 強 學(xué) 號 ： 20804056 內(nèi) 容o 微 細(xì) 電 火 花 加 工 簡 介o 微 細(xì) 電 火 花 加 工 系 統(tǒng) 構(gòu) 成o 檢 測 和 控 制 系 統(tǒng)o 研 究 方 向 1.微 細(xì) 電 火 花 加 工o 所 謂 微 細(xì) 電 火 花 加 工 指 一 般 用 常 規(guī) 電 火 花 加 工或 小 型 電 火 花 加 工 不 能 實 現(xiàn) 的 尺 寸 在 1-500m的 微 細(xì) 加 工 。 o 伴 隨 著 微 機 電 系 統(tǒng) （ MEMS)的 發(fā) 展 ， 微 細(xì) 電火 花 加 工 已 經(jīng) 成 為 微 細(xì) 加 工 的 一 個 重 要 方
2、 向 ，并 在 一 定 程 度 上 標(biāo) 志 著 電 火 花 加 工 技 術(shù) 的 研 究發(fā) 展 水 平 。 Outlineo 微 細(xì) 電 火 花 定 義 和 加 工 原 理o 微 細(xì) 電 火 花 加 工 系 統(tǒng) 構(gòu) 成o 檢 測 和 控 制 系 統(tǒng)o 研 究 方 向 2.微 細(xì) 電 火 花 加 工 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 示 意 圖Z軸X-Y-Z工 作 臺 電 極 工 件工 作 液供 給系 統(tǒng) WEDG單 元 觀 察 顯 微 鏡控 制 計 算 機C軸 基 座工 件 夾 持 裝 置 Y軸穩(wěn) 壓電 源X軸Z軸控 制 計算 機C軸觀 察 顯微 鏡去 離 子水 設(shè) 備電 量 變送 器 精 密主 軸冷 光 源WE
3、DG單 元超 聲 頭 C軸 旋 轉(zhuǎn)電 機電 量 變送 器觀 察 顯微 鏡 線 電 極 電 火 花 磨 削 (WEDG)技 術(shù) 該 裝 置 采 用 右 圖 所 示 的 線電 極 電 火 花 磨 削 法 進(jìn) 行 微細(xì) 電 極 在 線 制 作 ， 可 以 消除 電 極 的 偏 心 ， 并 可 加 工出 圓 柱 形 、 三 角 形 、 正 方形 等 各 種 形 狀 的 微 細(xì) 電 極 。 Outlineo 微 細(xì) 電 火 花 定 義 和 加 工 原 理o 微 細(xì) 電 火 花 加 工 系 統(tǒng) 構(gòu) 成o 放 電 狀 態(tài) 檢 測 及 控 制 系 統(tǒng)o 研 究 方 向 3.微 細(xì) 電 火 花 加 工 狀 態(tài)
4、檢 測 及 控 制 系 統(tǒng)o(1)神 經(jīng) 模 糊 控 制o(2)間 隙 平 均 電 壓 檢 測 法 及 控 制 策 略 (1)神 經(jīng) 模 糊 控 制o 電 火 花 加 工 表 現(xiàn) 形 式 若 以 放 電 狀 態(tài) 來 描 述 為空 載 、 正 常 放 電 、 拉 孤 、 短 路 。o 把 任 何 一 個 放 電 脈 沖 區(qū) 分 為 空 載 ， 正 常 放 電 ，拉 孤 和 短 路 之 一 。 對 放 電 脈 沖 連 續(xù) 統(tǒng) 計 ， 即得 到 與 脈 沖 占 空 比 無 關(guān) 的 放 電 狀 態(tài)百 分 率 、 、 。 o E0： 空 載 ；o E=0： 正 常 放 電 ， 放 電 率 在 90%以
5、上 ；o E0： 拉 弧 和 短 路 。 sad e sadE o 輸 入 參 數(shù) ：1.E對 零 的 偏 差 表 示 出 當(dāng) 前 非 正 常 放 電 率 的 大 小 和 性質(zhì) ；2.EC=E(t)-E(t-1)反 映 當(dāng) 前 放 電 狀 態(tài) 的 變 化 趨 勢 。o 輸 出 參 數(shù) ：1. 伺 服 參 考 電 壓2. 抬 刀 周 期3. 脈 沖 間 歇 神 經(jīng) 模 糊 控 制 器 結(jié) 構(gòu) 框 圖輸 入 變 換EEC 模糊化 模 糊推 斷 反 模糊 化 電 火 花加 工電 火 花 加 工 狀 態(tài) 檢 測對 E0情 況 ， 計 算 E對 模 糊 變 量 NS（ 負(fù) 大 ） ， NM（ 負(fù) 中 ）
6、 ， NB（ 負(fù) 小 ） 的 錄 屬 度 ， 判 斷 短 路 和 拉 弧所 占 的 比 重 ， 并 根 據(jù) EC值 ， 判 斷 它 們 的 發(fā) 展 趨 勢 ， 通過 不 同 程 度 的 增 大 伺 服 參 考 電 壓 ， 提 高 抬 刀 頻 率 及 增大 脈 沖 間 歇 等 措 施 ， 切 斷 短 路 和 拉 弧 的 來 源 ， 使 加 工能 夠 穩(wěn) 定 進(jìn) 行 。 (2)間 隙 平 均 電 壓 檢 測 法+-U80V可 調(diào) 101k 47-3300pF放 大 5倍 數(shù) 據(jù) 采 集 卡 ：PCI8360V輸 入 信 號 范 圍 ：0 10V，-5V +5V； 最 大 采 樣 頻 率 ：75KH
7、z。 伺 服 控 制 策 略設(shè) 定 一 個 電 壓 區(qū) 間 值 V1、 V2， 當(dāng) 采 集 電 壓 值大 于 上 限 值 V2， 伺 Z軸 后 退 ； 位 于 電 壓 區(qū) 間 時 ，Z軸 不 動 ； 小 于 下 限 值 V1時 ， Z軸 前 進(jìn) 。 加 工 三 角 形 ， 方 形 電 極 等 控 制 系 統(tǒng) 軟 件 Outlineo 微 細(xì) 電 火 花 定 義 和 加 工 原 理o 微 細(xì) 電 火 花 加 工 系 統(tǒng) 構(gòu) 成o 檢 測 和 控 制 系 統(tǒng)o 研 究 方 向 4.實 驗 室 目 前 主 要 研 究 方 向(1)大 深 徑 比 微 細(xì) 孔 加 工(2)三 維 微 細(xì) 電 火 花 加 工 (1)大 深 徑 比 微 細(xì) 孔 加 工 (2)三 維 微 加 工 實 例 插 補 程 序 插 補 仿 真 直 線 及 圓 弧 插 補 加 工 樣 例 謝 謝 !
微細(xì)電火花加工系統(tǒng)
