数控小孔机节能高频脉冲电源设计开题报告

 2022-04-01 21:28:57

1. 研究目的与意义

进入21世纪以来,能源的节约问题日益成为重中之重,发展绿色工业势在必行。而绿色工业的发展离开不对工业制造过程中各个设备进行绿色节能的再设计。

数控小孔机又称数控打孔机、数控穿孔机,属于电火花加工机床的一种。其由于良好的加工性能在工业加工制造领域得到了广泛应用。本课题所研究的脉冲电源是数控小孔机的一个重要组成部分,其性能对加工速度、工件表面粗糙度、电极损耗等加工特性具有极其重要的影响。

目前国内外数控小孔机普遍采用的是独立式脉冲电源又称电阻限流式脉冲电源,它由变压整流式直流电源、限流电阻及功率开关管串联组成。脉冲电源输出两级连接到工具电极和工件电极上。控制功放管s的开通与关断实现击穿延时、放电加工、消电三个状态的循环往复,完成电能的转化。这种独立式脉冲电源已经广泛应用于电火花加工中,但其有三个方面的明显不足:①电能利用率低,一般低于25%,体积庞大, 重量惊人。因为正常放电时,变压器整流所得的直流电压(约100v)与间隙电压(约25 v)之差将全部消耗在限流电阻上,电能浪费极大;②加工峰值电流的调整响应速度低,而且加工电流值不稳定,随着加工状态的变化而变化,电极短路时,加工电流急速增大,容易引起拉弧,甚至烧伤加工件表面;③为了保证加工波形前后沿的陡度,该电阻的电感量要尽量地小,这样增加了电阻制造的成本,但仍有部分电感存在,使脉冲波形在前后沿都有延时。

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2. 研究内容和预期目标

2.1本课题主要研究内容:

(1)脉冲电源的硬件原理图设计。

(2)驱动电流、电压实际应用控制监测程序和加工控制程序以及人机接口程序。

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3. 研究的方法与步骤

3.1本课题拟采用的研究方法:

(1)参考高频脉冲电源电路进行系统建模:设计系统原理框图,设计系统硬件电路,设计系统控制程序。

(2)根据系统要求搭建硬件电路,完成软硬件联调,实现人机交互。

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4. 参考文献

[1] 周立功. 深入浅出cortex-m3—lpc175x(上册). 广州致远电子有限公司,2010

[2] 周立功. 深入浅出cortex-m3—lpc175x(下册). 广州致远电子有限公司,2010

[3] 王为青. 程国钢;单片机keil cx51应用开发技术. 人民邮电出版社,2006

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5. 计划与进度安排

序号

起迄日期

工作内容

1

3月5日前

查阅文献情况,撰写开题报告。

2

3月5日~3月10日

修改开题报告,提交最终稿。

3

3月12日~4月1日

熟悉LPC1752系列单片机内部结构及其程序语言。

4

4月3日~4月10日

了解产品的电路及相关IC的使用;学习电加工脉冲电源的基本原理,和MOS功率管及驱动的控制原理及方法。

5

4月12日~4月29日

学习AK100仿真器的使用;绘制原理图,调试相关硬件。

6

5月1日~5月22日

编制新型电加工脉冲电源加工控制程序和人机接口程序。

7

5月24日~6月5日

总体调试;撰写毕业答辩报告

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