电火花成形加工技术的现状与发展趋势（四）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　②缩放性用户可根据自己的加工要求，通过增添、剔除特定的功能模块，实现用户的“专用系统”。　　③互换性具有相似功能及可靠性水平的模块之间可以相互替换。　　充分利用PC机资源来开发性能优异的数控系统将是电火花成形加工的一个重要发展趋势。　　(2)实现加工过程控制的智能化　　提高电火花成形加工过程的自动化是该加工技术发展的必然趋势。由于电火花成形加工是在复杂环境下基于复杂任务对复杂对象的控制，传统的控制系统已不能满足自动化加工的要求，因此需要建立多输入、多输出的控制系统，智能控制将是解决此类复杂问题的有效途径。智能控制系统具有自学习和自适应功能，能自主调节系统的控制结构、参数和方法，进行决策规划和广义问题求解。它就如同一个有经验的操作者，可通过对加工信息的定性刻划，模拟熟练操作者的思维方式，根据当前的加工状态调整加工参数，进而实现提高加工效率、加工精度、加工过程稳定性以及简化操作过程，拓宽加工范围的目的。加工过程的智能控制主要包括三方面内容：人工神经网络技术、模糊控制、专家系统。　　虽然智能控制系统在电火花成形加工中得到了大量应用，但仍有许多不完善之处，主要需解决以下问题：①根据不同加工要求确定工具电极与工件加工表面之间的合理间隙和合理加工参数；②开发能根据加工过程中间隙状态的改变而自适应变化的脉冲电源；③工作液的合理选用及其对加工过程的影响；④降低各种干扰对加工过程的影响。针对以上问题，电火花成形加工智能控制系统应重点研究和应用以下技术：　　①专家系统的应用　　由于电火花成形加工的复杂性，操作人员需要熟练掌握数控编程技术、加工规准选择、电极损耗补偿等技术和相关知识，其中任何一个环节的欠缺都将造成加工过程的缺陷或失败。采用专家系统可以较好解决这一问题。专家系统的建立及功能的完善需要根据电火花成形加工的特点，结合多年来的试验研究成果及实际操作经验，不断充实、改进专家系统知识库，细化推理过程，建立良好的人机接口，从而根据不同的加工要求，实现加工参数优化及加工过程中的在线实时调整，达到降低操作难度、实现高效率、高精度和稳定加工的目的。　　②人工神经网络技术的应用　　虽然专家系统可使计算机控制系统具有类似人类专家的解决间题的能力，但其在知识的获取方面存在困难，自学能力差。人工神经网络是一种通过利用计算机对人类大脑功能进行抽象、简化和模拟而建立的高度非线性系统，它具有自组织、自学习、容错性和并行处理信息的能力，特别适合处理复杂问题，是对专家系统的有力补充。目前，人工神经网络技术已有多种不同的结构模型，今后应将多种结构模型合理结合，充分发挥人工神经网络技术的自身优势，与专家系统、模糊控制技术互相取长补短，提高对放电状态、加工效率、放电位置等的预测精度，提高在线实时控制效果，推动电火花成形加工过程控制向更高层次发展。　　③模糊控制技术的应用　　模糊控制技术是在模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理技术的基础上发展起来的先进计算机控制技术，通过输入少量参数，模糊控制系统即可自动选择最优参数，自动监控加工过程，实现自动化、最优化控制。此外，将自适应和学习能力引人模糊控制系统，可实现对模糊控制规则、隶属函数和模糊量化在控制中的自动调整和完善。由于电火花成形加工机理尚未得到充分认识，因此模糊控制技术在电火花成形加工中的应用还存在许多不完善之处，需要进一步深人研究，如：模糊集合隶属函数的求取、模糊控制参数调整的优化方法、用模糊方法对加工状态建模、模糊预测的设计、运算速度的提高等。有必要进一步完善模糊控制与自适应控制、人工神经网络、专家系统的结合，充分发挥各种控制方法的优势，以解决上述难题，实现高效率、高精度、低损耗、稳定的加工过程控制。　　为了紧跟先进制造技术的发展步伐，应将最先进的人工智能技术引人电火花成形加工过程控制中，利用各种控制技术的特点与优势，研制智能化、模块化的电火花成形加工机床的控制部件和执行机构，促进电加工产业的全面技术进步。　　四、操作安全与环境保护　　随着科技进步和人类文明的发展，人们对工作条件的改善和环境保护的要求越来越高。电火花成形加工由于其自身特点，在加工过程中不可避免地会产生工作液飞溅、烟雾、噪声、电磁辐射、有害气体等不安全因素和污染，对操作者人身安全及环境的危害不可忽视。因此，为保证电加工产业的可持续发展，必须根据“绿色制造”原则，实现资源的最有效利用和废弃物的最低限度产生与排放。具体应采取以下措施：①封闭的机床工作区。这有利于改善工作液、烟雾、电磁辐射等对人体、机床、工作环境的污染，有利于操作过程中防止触电危险以及对有害气体的集中处理排放；②替代性技术的运用。例如，为减少使用工作液所造成的环境污染，可在保证加工效率、加工精度、加工成本以及加工过程稳定性的前提下，尽量选用污染较小的工作液，同时应大力研究、开发不使用工作液的成形加工技术；③废弃物的后处理。对于加工中产生的废液、废气必须经过处理后才能排放。需要特别指出，对加工过程产生的污染物的合理处理，不仅有利于提高工作的安全性、减少环境污染，还有利于改善操作者的工作环境，使操作者工作时心情愉快，这对于提高电加工产业的社会形象和市场竞争力也是十分有益的。　　五、结语　　电火花成形加工技术在制造业领域占有重要地位，是实现难加工材料、复杂零件精密加工的有效手段。研究人员应借鉴其它加工技术发展的成功经验，扬长避短，充分利用现代科技发展的相关成果，在深人研究电火花放电机理的基础上，指导电火花成形加工工艺理论和控制理论的研究，改善机床结构和设计方法，建立基于PC机的开放性数控体系，实现智能控制技术与电火花成形加工技术的有机结合，同时高度重视操作安全和环境保护，全面推动电火花成形加工技术更快发展。

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