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毕业论文-基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究.doc
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基于单片机控制的高速快走丝电火
花线切割机床短循环走丝方式研究
第 2 页 共 62 页
目 录
摘 要..............................................................................................................................4
关键词............................................................................................................................4
ASTRACT......................................................................................................................5
Keyword.........................................................................................................................5
第一章 绪论..................................................................................................................6
1.1 高速快走丝电火花线切割机床在制造业中的地位......................................6
1.2 电火花线切割分类..........................................................................................6
1.3 国内外电火花线切割机床发展的现状..........................................................7
1.3.1 国外电火花线切割机床发展状况........................................................8
1.3.2 国内电火花线切割机床发展状况........................................................9
1.4 本课题研究的内容和意义............................................................................12
1.4.1 高速快走丝线切割机床的概况..........................................................12
1.4.2 高速快走丝线切割机床面临的压力..................................................12
1.4.3 课题的任务与研究内容.......................................................................14
第二章 高速快走丝电火花线切割概述....................................................................15
2.1 高速快走丝电火花线切割机的组成部分及作用........................................15
2.1.1 机械系统..............................................................................................15
2.1.2 脉冲电源..............................................................................................18
2.1.3 控制系统..............................................................................................19
2.2 高速快走丝电火花线切割加工的原理.........................................................21
2.2.1 电蚀原理..............................................................................................21
2.2.2 轮廓的实现..........................................................................................23
2.3 高速快走丝电火花线切割加工基本概况.....................................................24
2.3.1 高速快走丝线切割加工特点...............................................................24
2.3.2 电火花线切割加工的应用范围..........................................................24
2.4 高速快走丝电火花线切割机床走丝方式控制............................................25
2.5 本章小结.........................................................................................................28
第三章 循环换向控制方法........................................................................................29
3.1 钼丝长度对表面粗糙度影响机理探讨.........................................................29
3.2 现有钼丝运行长度控制方法........................................................................31
第 3 页 共 62 页
3.2.1 缩短行程开关之间的距离..................................................................31
3.2.2 步进电机控制循环走丝方式...............................................................32
3.3 短循环换向控制方法....................................................................................33
3.4 本章小结.........................................................................................................34
第四章 基于单片机控制的短循环走丝方式设计....................................................35
4.1 换向系统组成与短循环换向方法................................................................35
4.1.1 单片机的选型.......................................................................................36
4.1.2 AT89C2051 单片机的特征、组成和使用..........................................36
4.2 键盘的设计....................................................................................................40
4.3 换向控制系统的软件设计............................................................................41
4.3.1 短循环加工子程序结构......................................................................42
4.3.2 中断服务程序设计..............................................................................43
4.3.3 换向子程序设计..................................................................................43
4.3.4 自动停机方法......................................................................................44
4.4 系统抗干扰措施............................................................................................45
4.5 系统控制电路................................................................................................46
4.6 本章小结........................................................................................................48
第五章 短循环走丝控制的实践................................................................................49
5.1 采取的线切割机床及有关参数....................................................................49
5.2 循环控制........................................................................................................50
5.3 实际加工运转情况........................................................................................52
5.3.1 改造后短循环的控制方法对粗糙度的影响......................................52
5.3.2 短循环控制系统稳定性......................................................................54
5.4 本章小结........................................................................................................54
第六章 结论与展望....................................................................................................55
参考文献......................................................................................................................57
致 谢............................................................................................................................60
第 4 页 共 62 页
摘 要
本课题属于企业技术改造项目。根据课题要求,提出了利用短循环走丝方法
以降低高速快走丝电火花线切割机床加工工件的表面粗糙度值;并用单片机实现
了相应的控制,完成了控制线路电路板设计和制作,利用控制电路对现有线割机
床进行了改造。实践表明,这一控制方式运行稳定、有效,在实际生产中取得了
明显的效果和良好的经济效益。
本文在总结实践和参考大量文献的基础上,首先简要地介绍了高速快走丝电
火花线切割的基本组成、工作原理以及国内外目前电火花线切割机床发展的现状。
随后分析了传统的高速快走丝电火花线切割机床走丝控制方式及目前已开发使
用的短循环走丝方式存在的问题,提出利用单片机来实现短循环走丝加工方式的
必要性。
文中重点分析了短循环走丝工作原理、控制系统组成、系统控制程序和短循
环加工控制子程序的结构,设计了相应的控制程序,并提出了系统抗干扰的相关
措施。在几乎不增加成本的前提下,利用软件,实现了短循环走丝方式的控制,
并成功制作了控制电路。利用该控制系统,作者进行了短循环高速快走丝电火花
切割加工实践。实践表明,该控制系统电路输出控制信号稳定;从实际效果上看,
可显著提高工件表面质量。
关键词:高速快走丝电火花线切割;短循环:单片机
第 5 页 共 62 页
ASTRACT
The task is a Pieces of the technological remolding item.The PaPer analyzes the
feasibility of rising to surface roughness by the way of HS-WEDM’s short-cirele
reversing. And it is realized by the SCM-controlling to overcome the shortcoming in
the trad1tional control . FinalIy the controlling circuit board is finished,and the
machinetool is rebuilded. ExPeriment showed that the short-cirele reversing works
efficiently and stably,and it obtained the favorable effect and economy.
On the base of the vast related literatures and experience, the Paper first
introduced briefly the basic structure and the principle of the HS-WEDM,and the
current situation of development at home and abroad.
Secondly the paper studied some problems of the traditional reversing and the present
condition of short-cirele reversing on the HS-WEDM . And a new method is put
forward to raise the surface roughness by the short-circle reversing.
The paper analyzed the principle of short-circle reversing , the composing of
control-system by the SCM,and designed the main program and the subprograms,and
put forward the anti-interference measure . Finally , increasing hardly cost of
remoIding,the key technique of short-circle reversing using the SCM’s software and
interface.
At last,some experiments using the short-cirele reversing by the SCM are
performed.And that shows the system works stably;it can increase surfacer oughness
markedly.The technology is put into use now.
Keyword:HS-WEDM;short-cirelereversing; SCM
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