微細(xì)電火花加工脈沖電源及控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著社會科技與納米技術(shù)的不斷發(fā)展，精密化和微型化是現(xiàn)代制造業(yè)加工的重要發(fā)展方向之一，微機電系統(tǒng)(MEMS)因其體積小、能耗低、集成度高等一系列優(yōu)勢被視為21世紀(jì)最重要的發(fā)展技術(shù)之一，在許多精密儀器行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用需求。在微細(xì)加工領(lǐng)域中，微細(xì)電火花加工屬于非接觸性加工，它擁有低加工應(yīng)力、加工效果無毛刺和易處理高硬度質(zhì)料的長處，普遍地應(yīng)用在航空航天、汽車、生物醫(yī)療儀器這些行業(yè)，是加工微細(xì)軸、孔、深小孔最重要的手段之一，其研究和發(fā)展一直是工

2、業(yè)界與學(xué)術(shù)界的關(guān)注對象。
　　本文的研究目的主要包括微細(xì)電火花加工微能脈沖電源的研究及其放電控制系統(tǒng)的研究。首先簡要綜述了微細(xì)電火花加工的研究背景及意義，介紹了微細(xì)電火花加工技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展歷程及國內(nèi)外現(xiàn)狀，研究分析了微細(xì)電火花的加工機理及放電特性。根據(jù)微細(xì)電火花加工電源的高頻、微能特性，設(shè)計了以RC放電為主放電回路的可控RC脈沖電源拓?fù)潆娐?，該電源主要包括了EMI濾波模塊、PWM驅(qū)動模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、短路保護(hù)模塊、上下機通訊模

3、塊，電源以MOSFET晶體管作為高頻開關(guān)控件，采用小電阻限流，得到高頻窄脈寬電壓，實現(xiàn)微細(xì)能量加工。
　　本文設(shè)計的電源加工控制系統(tǒng)是以FPGA，即現(xiàn)場可編程門陣列和Nios軟核系統(tǒng)處理器作為控制中樞，可以完成加工電壓及電流的信號采集并且充當(dāng)脈沖發(fā)生器，采用衰減電路及八位數(shù)據(jù)并聯(lián)采集的方法采集加工間隙平均電壓和加工電流設(shè)置上下閾值判斷電火花加工狀態(tài)，以RS232串口通訊實現(xiàn)上位機對電源加工參數(shù)的調(diào)節(jié)。微細(xì)電火花加工平臺為多功能微機