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慢走丝电火花线切割加工(WEDM-LS)是利用移动的金属电极作为工具的加工方法,因其加工精度高、稳定性好等优点广泛应用于航空航天、汽车和模具等制造业领域。脉冲电源和运动控制系统是线切割机床的两大核心技术,其中脉冲电源控制系统是影响线切割工艺指标的核心因素。本文自行研制了占空比可调的脉冲电源,并通过对06Cr25Ni20不锈钢进行慢走丝线切割加工试验,研究不同占空比脉冲信号对线切割加工表面质量的影响规律,同时在试验过程中采用声发射(acoustic emission,AE)技术进行在线监控。主要研究内容和结果如下:(1)基于STC89C51单片机设计了占空比可调脉冲电源的硬件电路和软件实现方法,并提出了采用自适应模糊PID算法对脉冲参数进行在线调整的控制方法,建立了脉宽控制模型并进行了仿真试验。(2)系统分析了脉冲信号占空比与线切割加工表面粗糙度值之间的关系,并建立了两者之间的数学模型。通过分析该模型可知:脉冲信号占空比与慢走丝线切割加工表面粗糙度Ra值之间呈幂函数关系。(3)利用不同的占空比脉冲参数对06Cr25Ni20不锈钢进行慢走丝线切割加工试验研究,以此来验证(2)中所建立的数学模型的合理性和可靠性,同时采用AE检测技术对慢走丝线切割加工过程进行在线监控。(4)基于OriginLab软件拟合(3)中数据,通过对比分析可知(2)中所建立的数学模型是合理可靠的,且最大误差为6.2%。(5)计算去噪后AE信号的均方值和峰值,并与线切割加工表面粗糙度值进行对比分析,结果表明:AE信号的均方值、峰值均随着表面粗糙度值的增大而增大,且增大的速度逐渐变快。(6)利用傅立叶变换得到AE信号的频谱图,分析不同占空比时AE信号随频率的分布规律可知:线切割加工过程中,当AE信号的频率接近于脉冲电源的脉冲信号频率时,声发射信号的能量较大,且分布较集中。(7)采用小波包能谱算法计算AE信号在各频段的能量百分比,通过分析不同占空比脉冲参数下AE信号在各频段能量变化情况可知:AE信号在各频段的能量变化可反映脉冲参数的变化情况,可借此对脉冲参数进行在线监测,同时可预测线切割加工表面质量的变化趋势。