數(shù)控電火花機床設(shè)備之脈沖電源應(yīng)用原理
脈沖電源是電火花成形加工機床的一個重要組成部分，幾乎所有的加工性能，例如，加工穩(wěn)定性、加工速度、電極損耗、工件的表面粗糙度、表面變質(zhì)層等都與脈沖電源有關(guān)。
1. 脈沖電源的總體框架
智能化高精度數(shù)控電火花成形加工脈沖電源由數(shù)控系統(tǒng)、電火花加工控制系統(tǒng)、功率放大單元、主回路單元、自動調(diào)整電壓單元、運動軸驅(qū)動單元等部分構(gòu)成。
2. 電火花加工控制系統(tǒng)主要包括以下部分：
時鐘控制與放電脈沖信號發(fā)生部分、電流電壓等參數(shù)設(shè)定部分、特殊加工波形控制部分（等脈寬、階梯波）、抬刀控制部分、伺服間隙與放電狀態(tài)（電壓、電流）檢測部分、異常放電處理部分（增大脈間、切斷或減小脈寬、增大或減少電流）等。
3. 主回路單元包括以下部分：
低壓加工回路、高壓加工回路、高低壓復(fù)合回路、低損耗回路、超精加工回路、特殊材料加工回路等。同時可根據(jù)所提供的脈沖電源的主回路和附加回路得到多種波形的組合，針對不同的加工工藝要求，任意組合閥加到放電間隙，使加工對象得到最佳工藝效果。
功率放大單元完成對加工脈沖電壓電流的功率放大的職能，它由IGBT功率開關(guān)管和前置驅(qū)動放大電路組成。可自動調(diào)整電壓單元以提供穩(wěn)定的加工電壓，這經(jīng)由晶閘管整流自動穩(wěn)壓回路實現(xiàn)，同時兼具數(shù)控化和多種保護功能。精密數(shù)控電火花加工脈沖電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框。
4. 因此，采用12bit的高速數(shù)字模擬信號轉(zhuǎn)換器件來監(jiān)測異常放電狀態(tài)，高速的轉(zhuǎn)換時間和高精度的采樣結(jié)果能夠更加快速的反映放電加工間隙的狀態(tài)。一方面，在放電控制上采用改變脈沖寬度ON、脈沖間隔OFF、峰值電流IP等參數(shù)的方法來控制加工過程消除拉弧狀態(tài)；另一方面，能夠快速的控制高精度高響應(yīng)電機驅(qū)動系統(tǒng)，精確控制放電間隙，從而更好地控制放電能量，確保加工出高質(zhì)量的鏡面。
5. 精確快速的放電狀態(tài)檢測與控制：高精度、高效率電火花成形加工對加工狀態(tài)的實時監(jiān)測有著極高的要求，反饋環(huán)節(jié)的精度和穩(wěn)定性直接影響放電能量和加工效果。利用高速采集手段快速檢測到拉弧狀態(tài)，并迅速做出反應(yīng)，這是保證高精度鏡面加工的必要手段。
6. 電極損耗控制
最大效率地降低電極損耗是提高加工精度的必要手段之一。電火花加工時，兩極接脈沖電壓極性不同，所造成的蝕除量也會不同，在脈沖放電的前一階段時間，呈負(fù)極性的電子因其質(zhì)量小，容易獲得動能，電子不斷轟擊陽極，而與電子呈相反極性的正離子因其質(zhì)量大，相應(yīng)地獲得動能的時間較長，此時，電子傳遞給陽極的能量高于正離子傳遞給陰極的能量。
而隨著放電時間的增加，正離子逐漸獲得較高的運動速度，它的質(zhì)量大，轟擊陰極時的動能較大，故傳遞給陰極的能量顯著增加，此時，陰極的蝕除量大于陽極。故此，合理利用放電加工中產(chǎn)生的極性效應(yīng)，能夠最大限度的增加放電加工效率，減小電極損耗。 此外，合理的控制電流上升與減少負(fù)波也是減小電極損耗的必要手段。
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