电火花铣削加工步进电机双单片机控制系统研究

ByGrith4

# \3 i3 K4 x0 C1 T摘要: 对电火花铣削加工中的步进电机控制系统采用双单片机,分为主控和从控两部分。主控单片机
是控制系统的核心，负责内核程序运算与处理;从控单片机负责检测信号的模数转换和结果的输出。双单片
机方案能够提高响应速度,丰富系统资源,提升整机的综合性能。
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关键词:电火花铣削;控制系统;双单片机;步进电机
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, i1 l9 C& S' d) e$ Q9 s0引言
电火花铣削加工( Electrical Discharge Mill-
  B) G4 }4 Z7 ving,EDM)是1943年由前苏联科学家拉扎林柯夫
妇开创发明的一种特种加工方法。它利用工具电
极和工件之间的脉冲性火花放电产生的局部、瞬
6 k1 ?3 A% n# H* _4 ^  P9 z时高温来蚀除工件材料。由于工具电极与工件之
! `& `( ?' C, |/ w- B$ {间没有接触,无宏观作用力,让人们摆脱了传统的
; E, u9 g7 j7 Y9 }, X; b1 a7 g# \机械加工方法,获得了以柔克刚的效果。EDM被
. G& s7 n" J, F+ m6 F  V广泛地应用于高硬度、高韧性、高脆性、高弹性等
难加工材料,以及复杂型面、精密表面、有特殊要
. x0 B% b* b" p  k, K( d求的加工场合。从几微米的孔、轴,到几米的超大
4 Q6 V. }" l3 P  O) j2 b$ G# M型零件,都有电火花加工技术的身影。
4 i5 n$ S' |  v# i+ x5 ?# Q, g电火花铣削加工无需复杂的工具电极即可加
工复杂型腔(或型面)，可缩短加工周期、降低加
  w( E( q3 o+ l# f2 k5 j% k工成本、提高加工柔性,被认为是- -种很有发展前
3 f* i# X( G. r* Q# \途的电火花加工方法。其控制系统在其中的作用
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& s- e8 V% g& o' Z. f. H4 |$ `7 l犹如大脑在人体中的作用，起着协调各模块和执
行部件的作用,共同完成既定目标。控制系统选
择单片机作为芯片,其灵活性和较高的性价比可
以提升设备的实用性和智能化程度。
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控制系统的原理和结构
1 o5 n7 A3 \9 z& R% H" n! X步进电机的控制系统框图如图1所示。图中
“间隙电压检测”模块采用电压平均值检测法检
) f5 `# S% e% t( Q" p  X9 `测UEDM,并作相应处理之后输出至A/D转换电
路。A/D将模拟电压信号转换成数字信号并输
+ Z; Y5 w' G8 p% C7 I出至单片机中。单片机根据输人的数字信号值，
2 \" J3 {' {3 Z% c3 d通过内部设定的算法,确定延时时间,得到相应频
! i9 U6 @" m4 D1 _" u率的输出脉冲信号。该输出脉冲作为电机驱动电
路的控制信号,来控制直流电机的转速和步进电
5 H5 m# j1 J9 x! I! z机的伺服进给速度。直流电机在伺服进给机构上
0 w+ `1 K/ m1 m1 ?# M1 ]; D6 I3 L. O带动工具电极作旋转运动。步进电机带动伺服机
构作伺服进给运动,以调整电火花铣削工具电极.
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一盆绿箩

EDM被广泛地应用于高硬度、高韧性、高脆性、高弹性等难加工材料