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电火花加工作为特种加工的一个重要分支,非接触式的加工方式决定了其具有传统机械加工所不具备的优势,从而被广泛应用于涉及国计民生的诸多领域。脉冲电源作为电火花加工能量的提供者,其性能的优劣直接影响了电火花加工的结果,而电火花加工是否能够稳定高效地进行,电火花加工间隙放电状态检测技术则起着决定性的作用。本文通过研究电火花脉冲电源、间隙放电状态检测方法的国内外研究现状,总结其发展趋势,在前人研究的基础上,研制了一款性能优良的电火花加工脉冲电源及其间隙放电状态检测装置。本文利用FPGA作为控制核心研制了一套独立式电火花加工脉冲电源及其间隙放电状态检测系统。该独立式脉冲电源使用FPGA作为脉冲发生器,以MOSFET半桥电路为主电路,在专用驱动电路的驱动下,上下桥臂的MOSFET交替导通,能输出高频、高压的矩形脉冲。通过研究电火花加工放电时不同状态下的电压、电流变化规律,总结出开路、电火花放电、过渡电弧放电、稳定电弧放电、短路五种放电状态的电压电流及波形参数特征。间隙放电状态检测装置以五种放电状态的电压、电流为识别要素,硬件检测电路和FPGA控制板相结合对每个脉冲放电状态进行在线检测,并判断一段时间周期内电火花加工所处的状态。其中FPGA针对从硬件电路检测到的数据进行采样、分析,判断每个脉冲的放电状态,并对1秒时间内开路状态的脉冲数、电火花放电状态的脉冲数、电弧放电状态的脉冲数加短路状态的脉冲数分别占总脉冲数的比例进行计算,当开路脉冲数占比大于90%时,判断此段时间内电火花加工处于偏开路状态,然后通过上位机减小放电间隙;当电火花放电脉冲数的占比大于90%时,判断此段时间内的电火花加工处于正常放电状态,不用对放电间隙进行调节;而当电弧放电脉冲数加上短路脉冲数的占比大于90%时,判断此段时间内的电火花加工处于偏短路状态,上位机就会适当调大工具电极和工件的间隙距离。经试验验证,该脉冲电源能输出频率高达500KHz,脉宽、脉间低至1μs,且电压电流可调的矩形脉冲,最后,设计了不同峰值电流、不同加工极性和不同脉冲频率的电火花加工实验以进一步验证研制的电源系统的性能,并对实验后的工件型腔的表面质量、实际加工深度和加工时间等参数进行了分析,验证了该电源系统能实际应用于电火花加工,结果表明整套装置工作状态稳定、性能良好。