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电火花加工(EDM)是先进制造技术的重要组成部分。由于电火花加工特有的加工工艺和加工方式,使得电火花加工在某些特殊领域有着无法替代的优势。由于电火花加工中工具电极不可避免地产生损耗,从而影响了加工精度,必须进行有效的损耗检测以提高加工精度。本文针对电火花加工过程中的电极损耗展开了研究。 本文提出了基于检测放电状态来预测电极损耗的方法。其建模基础是:电火花加工的单个脉冲有三种对电极损耗有影响的放电状态,在一定的加工条件下,每种放电状态对电极的体积损耗是不同的,通过检测在一段加工时间内不同放电状态的个数预测出电极的损耗。采用有限元仿真软件ANSYS对不同放电状态的单脉冲凹坑尺寸进行仿真研究,在此基础上验证出不同的放电状态对电极的损耗不同,为课题提供了理论依据。 首先设计了一个以DSP28335为控制核心的可控脉冲电源。该电源可根据DSP输出的PWM波的频率与占空比不同来改变电源输出脉冲的个数、频率与脉冲宽度,从而为不同需求的加工条件提供实验基础。然后建立了一套电火花放电状态的采集与检测系统。该系统将采集到的加工电压信号传递到DSP中进行单脉冲的快速傅里叶变换,通过对该脉冲变换后的高频分量的分析来确定该脉冲为哪一种的放电状态,实现放电状态的检测。最后以支持向量机(SVM)算法为核心,利用检测到的放电状态建立电极损耗的预测模型,并采用Matlab与VC++混合编程,实现了基于Windows平台的电极损耗预测系统的开发。经实验验证,该预测系统的误差在5%左右,达到了电极损耗的检测要求。