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本文在对当前常用的钢板切割技术进行分析研究的基础上,研究开发出了一种新型高效的钢板切割技术及其设备。该设备采用电火花加工技术,包括电火花加工电源、伺服控制系统和蠕动机器人三部分,具有便携式、灵活性好、高效节能和成本低等特点。
电火花加工电源采用的是当前研究和应用很热门的逆变技术,选用了半桥结构的主电路,从而增强电路的抗不平衡能力,减小了电源的体积,提高了频率和效率。
提出了并联负载串联谐振变换器的电火花加工电源的思路,使得半桥主电路中的开关管实现了软开关,具有良好的负载跟随性,从根本上解决了电源的电能损耗问题,以及电源与电火花加工之间的匹配问题,大幅度提高了电源的效率。
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;从控单片机负责反馈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。
电火花加工工具电极采用圆片式电极,高速旋转的圆片式电极能够增大工具和工件之间的相对面积,将蚀除掉的材料迅速清除,提高了切割速度。圆片电极可在垂直和水平方向上伺服进给,采用了圆片电极与工作台轮流前进的运动方案,提高了切割的定位精度。在分析借鉴爬行类动物的蠕动原理基础上,设计了蠕动机器人。机器人具有体积小、自动化和成本低等特点,具有在钢板上自动蠕动前进的功能,适合大尺寸钢板的切割。