電火花加工是指在一定的介質(zhì)中,通過工具電極和工件電極之間的脈沖放電的電蝕作用,對工件進(jìn)行加工的方法。主軸旋轉(zhuǎn)超聲振動對提高電火花放電穩(wěn)定性,增大放電間隙,提升材料去除率,促進(jìn)電蝕產(chǎn)物排出有很大作用。由于旋轉(zhuǎn)、超聲振動、放電加工三者復(fù)合加工過程比較復(fù)雜,因此本文主要針對主軸旋轉(zhuǎn)超聲振動輔助電火花加工的伺服控制系統(tǒng)做出研究。首先,分別從放電通道的形成與擴(kuò)張、材料的去除機(jī)理和極間介質(zhì)的消電離三方面研究了電火花加工機(jī)理;然后,從放電間隙、粒子能量、拋出物及材料去除方面分析了主軸旋轉(zhuǎn)超聲振動對電火花加工的影響。此外,為了提高加工精度,在課題組目前已研發(fā)的電火花加工機(jī)床基礎(chǔ)上,針對機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點,分析了機(jī)床各主要運動部件產(chǎn)生的誤差,采用多體系統(tǒng)理論描述其結(jié)構(gòu)關(guān)系,以齊次坐標(biāo)變換法推導(dǎo)出了幾何誤差模型。在保證整體精度的要求下,建立了使幾何誤差-成本最小化和幾何誤差-可靠性最大化的優(yōu)化函數(shù)。使用ISIGHT和MATLAB軟件,采用NSGA-II算法的方法進(jìn)行了優(yōu)化分析,結(jié)果表明該模型能夠在保證精度的前提下適當(dāng)降低成本,提高可靠性。為了設(shè)計高效的伺服控制系統(tǒng),建立了控制系統(tǒng)位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)、加工間... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 旋轉(zhuǎn)超聲輔助電火花加工技術(shù)
        1.2.1 電火花加工技術(shù)概述
        1.2.2 旋轉(zhuǎn)超聲加工技術(shù)概述
        1.2.3 電火花加工研究現(xiàn)狀
        1.2.4 旋轉(zhuǎn)超聲輔助電火花加工研究現(xiàn)狀
    1.3 電火花加工的運動控制研究現(xiàn)狀
    1.4 課題來源及本文主要研究內(nèi)容
第二章 主軸旋轉(zhuǎn)超聲-電火花復(fù)合加工機(jī)理研究
    2.1 電火花加工機(jī)理
        2.1.1 放電通道的形成與擴(kuò)張
        2.1.2 材料的去除
        2.1.3 極間介質(zhì)的消電離
    2.2 主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動對電火花放電加工的影響機(jī)理
        2.2.1 主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動對放電間隙的影響
        2.2.2 主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動對脈沖放電粒子能量的影響
        2.2.3 主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動對拋出物和材料去除率的影響
    2.3 本章小結(jié)
第三章 基于多體系統(tǒng)理論的主軸旋轉(zhuǎn)超聲輔助電火花加工機(jī)床精度建模與優(yōu)化
    3.1 主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動輔助電火花加工機(jī)床簡介
    3.2 多體系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其低序體陣列的描述
    3.3 平臺的誤差分析
    3.4 機(jī)床綜合誤差模型
    3.5 機(jī)床各軸精度分配
        3.5.1 精度分配的目標(biāo)函數(shù)
        3.5.2 精度分配的設(shè)計變量
        3.5.3 精度分配的約束條件
    3.6 精度驗證
    3.7 本章小結(jié)
第四章 主軸旋轉(zhuǎn)-超聲輔助電火花加工伺服控制系統(tǒng)設(shè)計及仿真
    4.1 主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動輔助電火花加工伺服控制系統(tǒng)硬件組成
    4.2 主軸旋轉(zhuǎn)-超聲振動輔助電火花加工伺服控制系統(tǒng)總體設(shè)計
    4.3 驅(qū)動系統(tǒng)與機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立與仿真
        4.3.1 電流環(huán)數(shù)學(xué)模型的建立
        4.3.2 速度環(huán)數(shù)學(xué)模型的建立
        4.3.3 位置環(huán)數(shù)學(xué)模型的建立
        4.3.4 等效機(jī)械參量的計算
        4.3.5 仿真模型
    4.4 間隙電壓檢測電路
    4.5 電火花加工間隙模型建立
    4.6 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計
        4.6.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        4.6.2 控制結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.7 基于MATLAB的系統(tǒng)模型建立及仿真
    4.8 BP-PID仿真分析
    4.9 上位機(jī)控制平臺設(shè)計
    4.10 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄A
在學(xué)期間研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3720633