【摘 要】
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超声旋转加工是把刀具的切削作用和超声振动结合在一起的一种复合加工,是提高硬脆材料及其它难加工材料的加工质量,加工速度的一种有效方法,具有良好的应用前景.该文在查阅和
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超声旋转加工是把刀具的切削作用和超声振动结合在一起的一种复合加工,是提高硬脆材料及其它难加工材料的加工质量,加工速度的一种有效方法,具有良好的应用前景.该文在查阅和分析了国内外有关参考文献的基础上针对超声旋转加工机超声电源及其控制系统进行了一些设计工作.该超声发生器采用全桥逆变电路作为振动系统的功率转换电路,具体由PM15RSH120型智能功率模IPM实现.它内置输入整形驱动电路、保护电路(过流、短路、欠压、超温)、制动电路,大大减少了外围元件数目,减少了因元件失效造成的故障,进一步提高了可靠性.在超声振动加工中会产生频率漂移.只有当电源输出频率与振动系统固有频率一致,即达到谐振状态时,主回路中电流和工具端部振幅才达到最大,加工效果最好.当系统工作于非谐振状态时,电流减小,工具端部振幅减小,影响加工质量.为了保证良好的加工质量,该文对超声电源设计了粗精结合的频率跟踪方案.粗跟踪采用电流反馈式频率跟踪方法,此方法软硬结合;精跟踪采用集成锁相环来实现,此方法完全由硬件实现.跟踪时,先进行粗跟踪,再切换到精跟踪档进行精跟踪.这两种方法的结合,既保证了在较宽频率变化范围内实现频率跟踪,又保证了跟踪的快速准确.在电流反馈式频率跟踪系统中,采用传感器实时检测主回路中的电流作为频率跟踪的反馈量.单片机89C51根据反馈回来的信号用软件进行频率跟踪,使电源工作于谐振频率附近.为了在保证搜索精度的同时,提高跟踪速度,提出了变步距跟踪技术.在锁相环频跟系统中,以集成锁相环CD4046为中心的逆变控制电路来控制开关管,实现无相差自动频率跟踪.延时电路可以有效地防止全桥逆变器中直臂导通现象的发生.为了保证输出电压与输出电流无相差,设计了RC移相电路.同时,为防止当主电路中电流过大时烧毁全桥开关管,设计了过流保护电路.
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