臺灣博碩士論文加值系統

隨著加工尺寸的縮小與加工精度上的需求，採用線經為0.08mm以下的微細線切割放電加工成為微細加工法中一項關鍵的技術，由於受到放電力與沖水壓力等外力作用的干擾使得對線極產生撓曲振動，嚴重影響加工精度，故對於微細線張力控制有必要加以改善。本文使用DSP-based，加入自製PWM的電路來控制收線馬達及電磁制動器加入電源即可獨立執行，建立微細線張力控制機電整合系統，利用PI控制器控制線張力達到一個穩定的張力值。張力控制方面，PI控制在均方根誤差及最大誤差之控制性能皆優於開迴路控制器。最後利用兩種控制器加工30°、60°與90°隅角工件，比較使用兩種控制方法之加工隅角誤差精度及溝槽寬度，經由加工結果證實PI控制比開迴路控制可獲得較佳加工精度。

As growing demands on miniature parts and machining accuracy, micro wire-EDM has been a key technology for micro machining. However, wire bending and vibration are likely to occur due to discharge forces and flushing pressure during machining and thereby leading to machining inaccuracy. Therefore, wire tension should be controlled tightly for the geometrical accuracy of micro wire-EDM. In this paper, a DSP-based closed loop wire tension control system has been developed by implementing wire tension and wire feed control electronics. A PI controller is employed to keep smooth wire transport as well as maintain the wire tension at a constant level. Experimental results not only demonstrate that the PI controller can achieve smaller steady-state error than an open-loop control system but also indicate that the machining accuracy of corner cutting and deviation of slit width can be significantly improved.

誌 謝 ………………………………………………………………I
摘 要 ………………………………………………………………II
Abstract ……………………………………………………………III
目 錄 ………………………………………………………………IV
表 錄 ………………………………………………………………VIII
圖 錄 ………………………………………………………………X
第一章 緒論
1.1 引言……………………………………………………………1
1.2 文獻回顧………………………………………………………2
1.3 研究動機與目的………………………………………………9
1.4 本文結構………………………………………………………10
第二章 線切割機放電加工機及放電加工原理介紹
2.1 線切割放電加工機……………………………………………12
2.1.1 CNC控制系統……………………………………………12
2.1.2 加工機台與驅動系統……………………………………13
2.1.3 線電極處理系統…………………………………………13
2.1.4 加工液循環系統…………………………………………15
2.1.5 放電電源供應系統………………………………………16
2.2 線切割放電加工之特性………………………………………20
2.3 伺服進給原理…………………………………………………25
2.4 放電加工原理…………………………………………………26
2.4.1 放電基本轉換過程………………………………………28
2.4.2 放電火花之結構…………………………………………29
第三章 線切割放電加工機線張力與線進給控制系統
3.1 實驗系統架構…………………………………………………32
3.1.1 PWM直流馬達驅動電路…………………………………33
3.1.2 A/D Converter電路………………………………………36
3.1.3 F/V Converter電路………………………………………37
3.2 控制系統架構…………………………………………………41
3.3 線張力與線進給系統控制器設計……………………………42
3.4 PI控制器的設計………………………………………………42
3.5 韌體流程圖……………………………………………………44
第四章 實驗設備介紹
4.1 線切割放電加工機(Wire-cut EDM Machine)………………55
4.2 TMS320F2812 DSP模擬板VP2812EVM……………………57
4.2.1 VP2812EMV電源…………………………………………58
4.2.2 VP2812EVM時脈(Clock)……………………………… 59
4.2.3 TMS320F2812記憶體……………………………………59
4.2.4 Reset IC與Reset開關……………………………………60
4.2.5 VP2812EVM Jumper功能介紹……………………………61
4.2.6 JTAG介面介紹……………………………………………62
4.2.7 SCI介面介紹………………………………………………63
4.2.8 eCAN介面介紹……………………………………………63
4.2.9 類比數位轉換器……………………………………………64
4.2.10 其它外部擴充介面……………………………………65
4.3 C2000 Code Composer Studio…………………………………67
4.4 XDS510PP 模擬器………………………………………………68
4.5 電子式張力計……………………………………………………69
4.6 線極材料…………………………………………………………70
4.7 脈波頻寬調變驅動電路…………………………………………71
第五章 實驗結果與討論
5.1 線電極為70μm之黃銅線極張力控制實驗結果………………72
5.2 不同控制方法之線張力控制響應結果…………………………72
5.3 角隅誤差量測……………………………………………………76
5.4 不同控制方法加工所產生出來的角隅加工……………………76
第六章 結論與建議…………………………………………………83
附件：線張力與線進給控制器實體照片…………………………85
參考文獻……………………………………………………………86
作者簡述……………………………………………………………90

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