超声振动辅助磨削-脉冲放电复合加工技术是近些年来发展起来的一门新技术,集超声加工、放电加工与磨削加工于一体,通过合理调整加工参数,使三者互为有利条件,可以提高加工效率,改善加工质量。磨削加工是加工硬脆材料的有效途径之一,也是零件获得高尺寸精度和低表面粗糙度的主要方法。在磨削中引入放电加工,可以提高材料去除率;再辅以超声振动,可以降低磨削力、减少磨削热的产生,砂轮不易发生堵塞,增强放电加工的稳定性,使加工表面粗糙度得以改善。该复合加工技术可广泛应用于导电材料的加工,加工材料不受硬度、脆性、韧性等属性的影响,研究具有重要的理论意义和广泛的实用价值。本文对超声振动辅助磨削-脉冲放电复合加工技术及其智能控制进行研究,构建了复合加工控制系统软件,建立了加工参数预测推理模型。主要包括如下的内容:对超声振动辅助磨削-脉冲放电复合加工的加工机理及三种加工方式间的相互影响进行了研究,利用多元方差分析法和响应曲面法得出脉冲宽度、脉冲间隔、参考电压、超声振幅及其交互效应对加工表面粗糙度的影响。研究结果表明:参考电压对表面粗糙度影响最大,其次是脉冲宽度、脉冲间隔和超声振动振幅。参考电压与超声振动、脉冲间隔与参考电压、脉冲宽度与参考电压的交互作用对加工表面粗糙度也有明显的影响。响应曲面法分析结果和方差分析法分析结果一致。研究结果为智能预测合理加工参数提供了可靠的依据,也为整体控制方案的设计奠定了基础。控制系统采用工业PC、PMAC、单片机多CPU控制技术,构建模块化、开放式数控硬件系统。采用基于实例推理理论、人工神经网络理论、模糊控制技术、数据库专家系统等智能控制技术使三种加工方式相互协调。确定整体控制方案后,根据研究目的对复合加工机床的部分硬件结构进行改进,定制了特殊砂轮和工件夹具,完善开放式数控硬件系统。采用Visual C++编程语言开发了超声振动辅助磨削-脉冲放电复合加工控制系统软件,其良好的人机界面和模块化设计,有利于用户的操作及系统的维护,提高系统的可靠性。Visual C++调用PComm32驱动程序实现PC与PMAC间的通讯,实现加工状态监控及加工过程的相关调整,采用串口实现PC与单片机的磨削力、短路率采集电路通讯,实现加工过程的控制显示。控制系统界面分为输入部分、输出部分、状态监控部分、加工程序窗口、参数库及优选窗口、加工过程控制窗口等。通过进行大量的实验,分析得到各主要加工参数(参考电压、脉冲宽度、脉冲间隔等)对表面粗糙度的影响规律。利用获得的实验数据构建基于SQLServer软件的实例样本参数库,为建立基于实例推理和人工神经网络技术对三元复合加工参数智能预测模型提供了训练数据来源。依据实例相似度原理,利用材料属性、加工精度等条件检测匹配磨削参数;利用Visual C++、SQLServer和MATLAB中的BP人工神经网络工具箱,建立运用磨削参数和加工表面粗糙度对放电参数、超声振动参数进行预测的网络模型,并对样本数据进行学习训练,预测不同加工条件下的复合加工参数,并对预测模型进行了实验验证。实验结果表明,预测结果在10%的误差允许范围之内。采用ADO控件实现数据库与人机界面的接口;采用引擎实现MATLAB与人机界面的接口;采用ODBC驱动实现MATLAB与数据库的扩展接口。