线切割机床控制系统资料分享

优胜编程龚老师

线切割机床控制系统资料分享：

数控电火花线切割机床控制系统的种类和特点：　
　　
　　数控点火化线切割加工机床的控制系统，是数控电火花线切割加工稳定进行的重要环节。控制系统的可靠性、稳定性、控制精度、动态性能和自动化程度，都直接影响着加工的工艺指标和工人的劳动强度。
　　
　　控制系统的种类及特点：
　　
　　数控电火花线切割加工机床的控制系统分为切割轨迹控制系统与进给控制系统，此外，还有走丝机构控制、电火花线切割快走丝机床操作控制，已经其他辅助控制系统。
　　
　　切割轨迹控制的作用，是按加工要求自动控制电极丝相对工件的远动方向，以便对材料进行形状与尺寸的加工。
　　
　　进给控制系统的作用，是电极丝相对工件按一定方向运动时根据放电间隙的大小与状态自动控制进给速度，以使进给速度与工件蚀除的线速度想平衡，维持稳定的加工。
　　
　　走丝机构控制电路的作用，是控制电极丝自身的运动。电极丝的运动既有利于把液体介质带入放电间隙，又有利于把放电产物排除放电间隙。
　　
　　机床操作控制属于开闭器控制，包括各种开关通断控制等。
　　
　　辅助控制系统是指上述基本控制系统之外，有利于加工顺利进行、增加控制功能。


数控线切割机床一般都是使用步进电机驱动的，在步进电机中又有反应式和混合式等的区分，线切割用以实现不同的距角，目前线切割机床市场上最常见的是反应式步进电机，反应式步进电机又有三相三拍、三相六拍、五相十拍、五相双十拍等不同的驱动方式。五相十拍将逐渐取代三相六拍，这是因为五相十拍不仅将三相六拍的步距角进一步细分，并且电机绕组也增加为五相，所以传动更为平稳切力距大。
　　
　　综合上面所述，用户在选型时为确保机床精密度长期可靠，就应该用这样的结构：
　　
　　1、选用直径尽可能大些的精密滚珠丝杠，并且要两端均有固定的轴承支撑结构；
　　
　　2、工作台的传动齿轮要少，中走丝线切割机以一对齿轮为佳，并且齿轮箱的位置结构确保绝对不能侵入切削液；
　　
　　3、尽量选用截面积大或宽厚比大的滚柱式镶刚滚动导轨或直线导轨；
　　
　　4、选择五相十拍步进电机驱动方式。





线切割机床强大的HL编程起着控制系统作用

　　线切割机床HL系统是目前国内最广受欢迎的线切割机床控制系统之一，它的强大功能、高可靠性和高稳定性已得到行内广泛认同。
　　
　　HL-PCI版本将原HL卡的ISA接口改进为更先进的PCI接口，因为PCI接口的先进性，使得HL-PCI卡的总线部分与机床控制部分能更好地分隔，从而进一步提高HL系统的抗干扰能力和稳定性。而且安装接线更加简单、线切割明了，维修方便。HL-PCI卡对电脑配置要求不高，而且兼容性比ISA卡更好。不需硬盘、软盘也能启动运行。
　　
　　主要功能：
　　
　　1、    一控多功能，中走丝线切割机床可在一部电脑上同时控制多达四部机床切割不同的工件，并可一边加工一边编程。
　　
　　2、    锥度加工采用四轴/五轴联动控制技术。上下异形和简单输入角度两种锥度加工方式，使锥度加工变得快捷、容易。可作变锥及等圆弧加工。
　　
　　3、    模拟加工，可快速显示加工轨迹特别是锥度及上下异形工件的上下面加工轨迹，并显示终点坐标结果。
　　
　　4、   实时显示加工图形进程，通过切换画面，可同时监视四台机床的加工状态，并显示相对坐标X、Y、J和绝对坐标X、Y、U、V等变化数值。
　　
　　5、    断电保护，如加工过程中突然断电，复电后，自动恢复各台机床的加工状态。系统内储存的文件可长期保留。


机械制造技术有了深刻的变化。由于社会对产品多样化的需求更加强烈，多品种、中小批量生产的比重明显增加，采用传统的普通加工设备已难以适应高效率、高质量、多样化的加工要求。机床数控技术的应用，大大缩短了机械加工的前期准备时间，并使机械加工的全过程自动化水平不断提高，同时也增强了制造系统适应各种生产条件变化的能力。


数控线切割机床的基本组成包括加工程序、高频电源、驱动系统?数控系统及机床本体。加工程序可由人工编写，现在都在计算机上进行绘图(如现在的CAXA,HL,HF,YH等编程软件)，然后生成加工程序。程序的输入可由数控系统的面板(单板机)进行手工输入，也可通过计算机的232串行口进行传输，也可以用计算机USB接口进行传输。


在选购数控线切割机床时可从三个方面考虑，首先是机床本体能否符合自己的加工要求，机床的质量如何。其次是数控系统，数控系统有很多种类，选择合适的系统是选购数控机床的关键。最后是驱动单元，也是机床控制的关键，不同的驱动单元能达到的加工精度也不一样，在选择驱动单元时，要根据加工的工件的精度要求选择合适的驱动单元。





以下从机床本体?数控系统及驱动单元三个方面进行分析：


1、机床本体的选择


首先机床结构设计与加工件尺寸和重量要达到最佳的匹配。对于中大型负载工作台采用全支撑加工中心结构。这样设计才能具有足够的承载?刚度、精度、抗振性和精度保持性。其次是进给系统的机械传动要采用滚珠丝杠，滚珠丝杠优于三角螺纹丝杠和梯形螺纹丝杠，并且要求丝杠的直径尽可能大些，增加刚性。再次是导轨，工作台运动导轨是保证工作台运动精度的关键，用户在选型时应高度重视。首先观察导轨的横截面的大小，在同等条件下，越粗壮，刚性越好，加工中越不易产生变形，才能保证机床在长期工作中能得到最高精度和耐用性。日前市场上常见的导轨结构有以下几种：①镶钢滚珠式滚动导轨;②镶钢滚柱式滚动导轨;③直线滚动导轨。


第一种与第二种的区别在导轨的滚体上，一个是滚珠一个是滚柱。滚珠与导轨面是点接触，滚柱与导轨面是线接触，所以它的耐磨性和轴承能力都大大优于滚珠式。而线性滑轨是一种滚动导引，它由钢珠在滑块与滑轨之间作无限滚动循环，使得负载平台能沿着滑轨轻易的以高精度作线性运动，其摩擦系数可降至传统滑动导引的1/50，使之能轻易地达到μm级的定位精度。滑块与滑轨间的末制单元设计，使得线形滑轨可同时承受上下左右等各方向的负荷，线性滑轨有更平顺且低噪音的运动特性。使之精度保持和承载能力都大大优于滚珠和滚柱式。目前在日本沙迪克公司、日本三菱公司、瑞士夏米尔公司、瑞阿奇公司进口的机床以及上海和懋生产的国产机床都是采用第三种结构，所以通过对比，用户在选型时应尽量考虑第三种结构。


2.数控系统的选配


数控系统是数控机床的“大脑”，对机床控制信息进行运算及处理。根据数控系统的原理可分为经济型数控系统和标准型数控系统两大类。


2.1经济型数控系统


经济型数控系统从控制方法来看，一般指开环数控系统。开环数控系统是指数控系统本身不带位置检测装置，由数控系统送出一定数量和频率的指令脉冲，由驱动单元进行机床定位。开环系统在外部因素影响的情况下，机床不动作或动作不到位，但系统已当机床到达了指定位置，此时机床的加工精度将大大降低。但因其结构简单、反应迅速、工作稳定可靠、调试及维修均很方便，加之价格十分低廉，但受步进电机矩频特性及精度、进给速度、力矩三者之间相互制约，性能的提高受到限制。所以，经济型数控系统目前用于数控快走丝线切割及一些速度和精度要求不高的经济型中走丝线切割机床，在普通快走丝机床的数控化改造中也得到广泛的应用。


2.2精密型数控系统


精密型数控系统包括半闭环数控系统和全闭环数控系统。


半闭环数控系统一般指机床的伺服电机的位置信号(光电编码器)反馈到数控系统，系统能自动进行位置检测和误差比较，可对部分误差进行补偿控制，因此其控制精度比开环数控系统要高，但比全闭环的数控系统要低。


全闭环数控系统除包括机床的伺服电机的位置反馈外，还有机床工作台的位置检测装置(通常用光栅尺)的位置信号反馈到系统，从而形成全部位置随动控制，系统在加工过程中自动检测并补偿所有的位置误差。


全闭环数控系统的加工精度是最高的，但这种系统的调试、维修极其困难，而且系统的价格很高，只适用于中、高档的数控机床上。