基于放电概率检测的硅晶体电火花线切割加工伺服控制研究

贺笑笑，刘志东，潘红伟，邱明波，罗福源

（南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016）

基于放电概率检测的硅晶体电火花线切割加工伺服控制研究

贺笑笑，刘志东，潘红伟，邱明波，罗福源

（南京航空航天大学机电学院，江苏南京210016）

针对往复走丝电火花线切割加工硅晶体时，无法准确判别其极间加工状态、伺服进给速度不能实时响应加工状态变化的问题，提出了一种基于放电概率检测的采样方法，设计并搭建了硅晶体电火花线切割加工伺服控制系统。通过工艺验证证明该伺服控制系统能显著提高硅晶体电火花线切割加工的表面质量、效率及形状精度。

硅晶体；电火花线切割加工；放电概率检测；伺服控制

硅晶体材料的硬脆特性导致传统加工难以满足其各种切割尤其是形状切割的需求，而往复走丝电火花线切割加工因其非接触加工的形式，正逐渐成为硅晶体材料的有效加工手段[1]。刘志东等对硅晶体的放电加工进行了较深入的研究，从放电机理、进电特性到损伤层及工作液等方面，形成了较完整的理论基础[2-3]。但目前往复走丝电火花线切割技术多用于加工金属材料，其控制系统主要采用峰值电压法检测放电状态作为伺服进给的依据[4]。由于硅晶体具有独特的物理特性，导致其放电特性与金属有较大差别，所以现有系统对极间放电状态的检测缺乏准确性，难以适应硅晶体的放电切割。为了获得极间加工状态的准确反馈，更好地控制伺服进给，本文设计了一套基于放电概率检测的PID伺服控制系统，以适应硅晶体的自动切割。……