数控小孔机电加工控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着科技和工业水平的突飞猛进，人们对零件的精度和质量有了新的要求。普通的手动加工机床误差过大、生产效率低、难于管理，已经无法满足企业生产要求。因此，由计算机控制的数控机床应运而生。数控机床即通过计算机设定加工参数，输出控制信号驱动控制电机运行相应的距离达到加工目的。为了提高精度，大部分数控机床都通过各种传感器监控加工状态来调节控制参数，形成稳定的闭环控制。数控机床的出现使得生产效率大大提高，加工精度质量都有了新的突破，并且生产的稳定性和可控性得到了保障。数控小孔机作为数控机床的一种，其用途是通过电加工的方式，在工件表面进行打孔加工。所谓的电加工即通过放电现象来加工金属工件的技术，它是由前苏联的一对科学家夫妇开创和发明的。他们在研究开关器件时，发现开关器件在分断过程中会产生较大的电弧放电，而电弧放电产生的局部高温会使开关触头部分的金属氧化熔解。因此，只要将放电状态控制在一个合理可控的范围内，便可使用电火花来加工金属工件。电加工的原理便是，电极向工件靠近产生放电，放电产生的高温来将工件表面的金属蚀除。这相较于一般的机械打孔机，电加工小孔机所能加工的孔径更小，深径比更大。

如今，数控小孔机技术飞速发展，加工精度越来越高，加工速度越来越快，自动化和智能化程度越来越高，用户操作更加简便。而在控制系统方面，嵌入式控制系统在数控小孔机中应用广泛，出现了由普通的51单片机、arm芯片、plc、工控机等为核心的多种嵌入式控制系统。arm cortex-m3处理器为高性能、低成本的平台提供一个满足小存储要求解决方案、简化管脚数以及低功耗三方面要求的内核，它还提供出色的计算性能和优越的系统中断响应能力，同时该处理器还拥有很好的电源效率。

基于上述分析，选择了数控小孔机电加工控制系统设计作为毕业课题，以期完成毕业设计任务。系统以新型的arm芯片为控制器，通过采集电压、电流、位置等外部信号，并对信号进行隔离、处理、运算，再输出驱动步进电机和其他外设的伺服控制系统，实现数控小孔机精准打孔。通过该系统的设计与制作培养了学生在数控小孔机电加工的运用与实践中的动手能力，同时在生产方面，生产更为简便，节省了人力物力，提高了企业经济效益，满足实践生产的需求。

2. 研究内容和预期目标

2.1课题主要研究内容

1)掌握nxp公司lpc1752 arm系列单片机的原理及应用设计。

2)掌握单片机c语言控制程序设计。

3. 研究的方法与步骤

3.1课题拟采用研究方法

本课题拟采用基于lpc1752的数控小孔机电加工控制系统进行研究。控制系统通过采集电极与工件之间放电的间隙电压、电流，以及电极进给的速度、位移等变量，由mcu进行运算处理，输出不同频率的pwm波到步进电机来控制电极的进给速度和进给量，从而使得放电加工能稳定、高效的进行。最终完成数控小孔机的精准打孔。

4. 参考文献

[1]刘美华. 高速电弧放电加工机床智能控制系统研究[d].江南大学,2019.

[2]蒋治.基于lpc1752的数控小孔机电加工控制系统[j].福建质量管理,2018,(21):105.

[3]基于高性能arm处理器的多功能低压电量采集器[z].山东英佰德信息科技有限公司.2010.

5. 计划与进度安排