一种中走丝双闭环模糊自适应控制模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种中走丝双闭环模糊自适应控制模块，它是由分压电路、电压比较器电路、光电隔离电路、CPLD放电状态计算电路、双口RAM电路和模糊自适应推理DSP嵌入式单片机组成。通过本实用新型，接收和分析其他电路送来的数据，按照内置的模糊推理规则，形成内环和外环的双闭环调整量，从而对线切割放电过程进行实时检测和优化调整，以达到自动保持最优加工状态。
【专利说明】一种中走丝双闭环模糊自适应控制模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电加工一种双闭环数字模糊自适应控制模块，特别是一种中走丝双闭环模糊自适应控制模块。
【背景技术】
[0002]电火花加工过程是受到电参数和非电参数等多参数共同影响的一个复杂过程，在加工过程中还伴随着各种干扰，因而其加工过程的放电状态是一个随机过程。由于工件加工精度与表面质量直接受到加工过程中的放电状态影响，因此，有必要对加工过程的进行自动优化和自动控制，从而改善工艺效果和提高产品质量。
[0003]中走丝线切割机床市场定位在慢走丝线切割机床和快走丝线切割机床之间，因而一般是发展中、高端机床为主，提高机床的加工效率和加工精度，满足良好的加工稳定性是其主要的发展方向。
[0004]对于线切割电加工机床(包括中走丝线切割机床)而言，一般采用控制伺服进给速度和调整电参数两种方式达到在线优化控制的目的。而在控制系统中为了达到自动保持最佳加工状态，一般需要在线不断地对间隙放电过程进行检测，从而根据控制模块对加工过程进行实时调整。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的正是为了达到自适应控制，从而保持最优加工状态而提供一种用于多层控制数控系统的中走丝双闭环模糊自适应控制模块。
[0006]本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现:
[0007]本实用新型的中走丝双闭环模糊自适应控制模块包括用于接收来自加工过程中的间隙放电电压模拟量的分压电路、内置空载、正常、电弧放电和短路四种标准电压的电压比较器电路、光电隔离电路、CPLD放电状态计算电路、双口 RAM电路和模糊自适应推理DSP嵌入式单片机；所述电压比较器电路的输入端与分压电路的输出端电连接，电压比较器电路的输出端与光电隔离电路的输入端相结合，将分压电路后的电压进行比较，从而识别对应的放电状态，送入光电隔离电路中；所述光电隔离电路的输出端依次通过电连接的CPLD放电状态计算电路、双口 RAM电路与模糊自适应推理DSP嵌入式单片机的相应输入端电连接；所述模糊自适应推理DSP嵌入式单片机一方面通过CAN总线接收数控系统的相关参数设置，另一方面通过CPLD放电状态计算电路获取当前的加工状态，再通过内置的模糊推理规则表进行双闭环模糊自适应控制。
[0008]本实用新型中所述分压电路的型号为A103J排阻；电压比较器电路的型号为LM339 ;光电隔离电路的型号为HCNR200 ； CPLD放电状态计算电路的型号为EPM570M100C5N ;双口 RAM电路的型号为IDT71V30 ;模糊自适应推理DSP嵌入式单片机的型号为 TMS320F2812。
[0009]本实用新型中所述分压电路接收来自加工过程中的间隙放电电压模拟量，通过分压使后置的电路能正常工作；所述电压比较器电路通过内置四种标准电压(空载电压、正常电压、电弧放电电压和短路电压)，将分压电路后的电压进行比较，从而识别对应的放电状态，送入光电隔尚电路中；所述光电隔尚电路能提闻整个|旲块的抗干扰能力，提闻电路的工作稳定性；所述CPLD放电状态计算电路通过光电隔离电路传送过来的多路信号，对放电种类进行计数，并统计一段时间内的间隙放电状态；所述双口 RAM电路用于CPLD放电状态计算电路和模糊自适应推理DSP嵌入式单片机之间的数据交换。
[0010]所述模糊自适应推理DSP嵌入式单片机一方面通过CAN总线接收数控系统的相关参数设置，另一方面通过CPLD放电状态计算电路获取当前的加工状态，再通过内置的模糊推理规则表进行双闭环模糊自适应控制。
[0011]本实用新型的有益效果如下:
[0012]本实用新型控制模块通过接收和分析其他电路送来的数据，按照内置的模糊推理规则，形成内环和外环的双闭环调整量，内环为实时自动调整进给速度，调整周期为毫秒级，外环为脉宽(电参数)优化调整，调整周期为秒级。从而对线切割放电过程进行实时检测和优化调整，以达到自动保持最优加工状态。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的原理框图。
[0014]图中:1、分压电路；2、电压比较器电路；3、光电隔离电路；4、CPLD放电状态计算电路；5、双口 RAM电路；6、模糊自适应推理DSP嵌入式单片机。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实用新型的中走丝双闭环模糊自适应控制模块包括用于接收来自加工过程中的间隙放电电压模拟量的分压电路1、内置空载、正常、电弧放电和短路四种标准电压的电压比较器电路2、光电隔离电路3、CPLD放电状态计算电路4、双口 RAM电路5和模糊自适应推理DSP嵌入式单片机6 ;所述电压比较器电路2的输入端与分压电路I的输出端电连接，电压比较器电路2的输出端与光电隔离电路3的输入端相结合，将分压电路后的电压进行比较，从而识别对应的放电状态，送入光电隔离电路中；所述光电隔离电路3的输出端依次通过电连接的CPLD放电状态计算电路4、双口 RAM电路5与模糊自适应推理DSP嵌入式单片机6的相应输入端电连接；所述模糊自适应推理DSP嵌入式单片机6 —方面通过CAN总线接收数控系统的相关参数设置，另一方面通过CPLD放电状态计算电路4获取当前的加工状态，再通过内置的模糊推理规则表进行双闭环模糊自适应控制。
[0016]本实用新型中所述分压电路I的型号为A103J排阻；电压比较器电路2的型号为LM339 ;光电隔离电路3的型号为HCNR200 ； CPLD放电状态计算电路4的型号为EPM570M100C5N ;双口 RAM电路5的型号为IDT71V30 ;模糊自适应推理DSP嵌入式单片机6的型号为TMS320F2812。
[0017]本实用新型主要是以切割好坏的指标放电状态(R)的变化率e和R的二阶导数Δ e作为模糊控制的输入，对采集的数据行进模糊推理。
[0018]更具体说:所述分压电路接收来自加工过程中的间隙放电电压模拟量，通过分压使后置的电路能正常工作；所述电压比较器电路通过内置四种标准电压(空载电压、正常电压、电弧放电电压和短路电压)，将分压电路后的电压进行比较，从而识别对应的放电状态，送入光电隔离电路中；所述光电隔离电路能提高整个模块的抗干扰能力，提高电路的工作稳定性；所述CPLD放电状态计算电路通过光电隔离电路传送过来的多路信号，对放电种类(开路、正常放电、电弧放电和短路)进行计数，并统计一段时间内的间隙放电状态；所述双口 RAM电路用于CPLD放电状态计算电路和模糊自适应推理DSP嵌入式单片机之间的数据交换；所述模糊自适应推理DSP嵌入式单片机一方面通过CAN总线接收数控系统的相关参数设置，另一方面通过CPLD放电状态计算电路获取当前的加工状态，再通过内置的模糊推理规则表进行双闭环模糊自适应控制，内环控制通过模糊推理规则表得出进给速度的修正幅度δ (-200°/Γ200%)，实时进给速度V=外环控制通过模糊推理规则表得出脉冲宽度的增加幅度S (-309^50%)，优化后的脉冲宽度P= δ P设定值。
【权利要求】
1.一种中走丝双闭环模糊自适应控制模块，其特征是:它包括用于接收来自加工过程中的间隙放电电压模拟量的分压电路(I)、内置空载、正常、电弧放电和短路四种标准电压的电压比较器电路(2)、光电隔离电路(3)、CPLD放电状态计算电路(4)、双口 RAM电路(5)和模糊自适应推理DSP嵌入式单片机(6);所述电压比较器电路(2)的输入端与分压电路(O的输出端电连接，电压比较器电路(2)的输出端与光电隔离电路(3)的输入端相结合，将分压电路后的电压进行比较，从而识别对应的放电状态，送入光电隔离电路中；所述光电隔离电路(3)的输出端依次通过电连接的CPLD放电状态计算电路(4)、双口 RAM电路(5)与模糊自适应推理DSP嵌入式单片机(6)的相应输入端电连接；所述模糊自适应推理DSP嵌入式单片机(6)—方面通过CAN总线接收数控系统的相关参数设置，另一方面通过CPLD放电状态计算电路(4)获取当前的加工状态，再通过内置的模糊推理规则表进行双闭环模糊自适应控制。
2.根据权利要求1所述的中走丝双闭环模糊自适应控制模块，其特征是:所述分压电路(I)的型号为A103J排阻；电压比较器电路(2)的型号为LM339 ;光电隔离电路(3)的型号为HCNR200 ； CPLD放电状态计算电路(4)的型号为EPM570M100C5N ;双口 RAM电路(5)的型号为IDT71V30 ;模糊自适应推理DSP嵌入式单片机(6)的型号为TMS320F2812。
【文档编号】B23H7/02GK204035731SQ201420357108
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月1日 优先权日:2014年7月1日
【发明者】沈娣丽, 孟雅俊, 陆程, 郭侠, 刘冬敏 申请人:中州大学