数控电火花线切割机床工作液智能控制系统的设计研究的开题报告.docx

数控电火花线切割机床工作液智能控制系统的设计研究的开题报告

一、选题背景及意义

数控电火花线切割机床是一种高精度、高效率、高自动化的机床设备。其主要作用是采用电火花放电技术将导电材料切割成任意形状的工件。而工作液则是电火花线切割加工的重要配套材料，主要用于冷却电极、冲击抑制火花反坐等作用，其品质直接影响加工效果及机床寿命。因此，设计一套针对数控电火花线切割机床工作液的智能控制系统，可实时监控其品质及机床运行状况，对于保障加工质量、提高生产效率、提升机床稳定性具有重要意义。

二、研究内容

本研究主要针对数控电火花线切割机床工作液智能控制系统，主要包括以下研究内容：

1.控制系统设计：介绍控制系统的结构和功能，包括数据采集、处理和显示等方面的内容。

2.传感器选型：选择合适的传感器，进行实验室测试。

3.品质检测算法研究：根据传感器采集到的数据，研究建立依据检测算法，实现对工作液品质的实时判断。

4.数据分析：对工作液品质数据进行统计和分析，并在此基础上进行数据挖掘和建模。

5.系统实现：建立模拟实验系统，对设计方案进行验证和调试，并进一步进行系统完整性测试。

三、预期成果

1.设计出一套可实现对数控电火花线切割机床工作液品质智能监测的控制系统；

2.选取并验证合适的传感器在实验室环境下的可行性；

3.建立依据检测算法，实现对工作液品质的实时判断；

4.对工作液品质数据进行统计和分析，总结数据挖掘和建模结果；

5.建立模拟实验系统，并进行系统完整性测试，最终验证设计方案。

四、研究方法与技术路线

1.控制系统设计

采用STC单片机作为主控芯片，辅以数据采集芯片、常用传感器（PH电极、浊度传感器、温度传感器）、OLED显示屏等外围配件，设计控制系统的数据采集、处理和显示等功能。

2.传感器选型

根据工作液品质测试需求，选择合适的传感器，进行实验室测试，包括PH电极、浊度传感器和温度传感器等。

3.品质检测算法研究

使用电化学技术分析法、浑浊度判断法及温度分析法等多种检测方法，建立多维度的检测算法。

4.数据分析

采用MATLAB进行数据统计、分析、挖掘和建模，建立工作液品质的模型。

5.系统实现

选取串口通讯协议，将传感器数据发送给控制系统，在控制系统中实现传感器数据的实时判断和控制。

五、预期时间安排

本研究计划为期12个月，具体时间安排如下：

第1-3个月：文献调研，确定研究方向和思路，进行系统框架和设计细节的确定。

第4-6个月：进行传感器的性能和可行性测试，初步选取合适的传感器。

第7-9个月：建立检测算法，包括电化学技术分析法、浑浊度判断法及温度分析法等多种检测方法。

第10-12个月：进行模拟实验系统的建立和调试，并进行完整性测试，最终验证设计方案。

六、研究条件

本研究需要在实验室中进行，需要以下条件：

1.数控电火花线切割机床；

2.实验室测试装置，包括PH电极测试仪，浊度测试仪，温度测试仪等；

3.电子元器件、传感器、单片机等计算机硬件和软件。

七、参考文献

1.Zhaoda,Y.,YanpingL.,etal.(2017).DesignandSimulationofanIntelligentWorkpieceInclinationDetectionSystemforCNCElectricalDischargeMachining[J].JournalofIntelligentRoboticSystems.

2.BaoshengL.,WeipingC.,etal.(2017).ResearchonintelligentmonitoringsystemofcuttingspeedforCNCmachining[J].InternationalJournalofControlandAutomation.

3.PulidoB.,GuzmánM.,etal.(2015).IntelligentDefectDetectioninEmbroideryBasedonColorAnalysisandMachineLearning[J].IEEEtransactionsonNANI.

4.VersicZ.,DedovicN.,etal.(2014).MultirobotAttitudeControlSystemDevelopmentforAutomatedPoint-to-PointRTPOperations[J].JournalofIntelligentRoboticSystems.