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微细电化学加工过程控制系统设计

更新时间：2020-04-11 12:50:54 大小：11M 上传用户：songhuahua 查看TA发布的资源 标签：微细电化学加工过程控制系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

科学技术的发展对加工精度提出越来越高的要求，微细精加工领域的研究越来越受到人们的重视。微细电解加工是微细加工领域的一个重要研究方向，电解加工是利用电化学阳极溶解的原理将零件加工成型，具有工具无损耗、加工表面质量好、与零件材料硬度无关、加工后工件无应力和变形等优点，近年来随着电解加工理论的进一步成熟，微细电解加工以其独特的优势有望成为微细加工领域的又一主流技术。研究表明：微细电解加工过程控制系统的性能主要与两个因素有关：1)微细电解加工脉冲电源的频率以及脉冲宽度，要尽可能提高脉冲电源的频率，减小脉冲宽度。2)加工过程中微动进给运动的精度。以上电解加工关键点是也是本文所要研究的主要内容。

首先根据微细电解加工原理以及微细电解加工过程特点，确定微细电化学加工控制系统硬件总体设计方案。以DDS芯片AD9851为基础，利用单片机控制AD9851产生正弦波信号，结合外部整形电路，成功研制出ns级电化学加工电源，利用MAX912设计脉冲电源快速短路保护电路以避免加工过程中由于短路而对工具造成损坏。以PZT为核心，通过上位机控制PZT驱动电源，设计微动进给运动系统，微动进给运动系统参数可以通过上位机界面进行设置。以集成电容传感器芯片AD7746设计位移检测系统，用以调整初始加工间隙以及检测进给运动进给量。

根据设计的硬件系统进行系统软件的设计，主要包括脉冲电源软件设计、上位机VC软件设计、压电陶瓷微动进给系统软件设计、位移检测系统软件设计。

对设计的脉冲电源及微动系统进行实验验证，实验表明买回从电源最小输出脉宽为10ns，频率在1MHz到10MHz范围内可调，占空比在0.5-0.1之间范围可调节，短路保护动作在5μs以内完成。电源输出信号稳定，脉冲波形良好。微动系统最小步进为50nm，行程10μm，位移检测系统分辨率为0.2μm。

最后利用所设计的微细电化学加工过程控制系统制作码板小孔阵列，以钨丝为加工工具，在一定的脉冲电源参数下，利用所设计的加工过程控制系统，在5μm的镍片上加工小孔阵列，通过高倍放大镜观察，孔径不超过30μm，实验结果表明脉冲电源工作稳定，参数符合微细电解加工要求，微动系统工作可靠，能够保证加工过程的顺利进行。