认识数控线切割机床的伺服系统
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除了轨迹控制的数控系统外,数控线切割机床还有许多加工控制功能,如伺服进给,即速度的控制和放电间隙大小的控制,短路电极丝回退控制及自适应控制等。下面主要讲述伺服进给系统。
1.伺服系统的作用与技术要求
线切割加工与普通的切削加工不同,它属于不接触加工。加工时,电极丝与工件间存在一定的放电间隙,间晾过大,脉冲电压不能击穿工作液,则不可能发生火花放电,必须使电极丝向工件进给,直到间晾等于或小于某一值时,才能发生火花放电。在正常加工时,工件以一定的速度不断地被蚀除,电极丝与工件之间的间隙不断增加,必须使电极丝也以一定的速度进行补偿进给,以维持所需的放电间晾。如果电极丝进给的速度大于工件的蚀除速度,那么电极丝与工件之间的间隙将逐渐变小,甚至等于零,形成短路。当间隙过小时,必须减小进给速度。如果电极丝与工件之间发生短路,必须使电极丝快速反向回退,以消除短路状态,接着电极丝再重新向工件进给,调节到所需的放电间隙。这是正常线切割加工必须解决的问题。
由于在线切割加工中火花放电间隙很小,而且放电间隙的大小还受到加工条件、工件的材料与厚度、工件蚀除速度等影响,因此很难利用人工方法进给,也不能像普通机床那样采用机动等速进给,而必须采用伺服进给系统。这种不等速的伺服进给系统也称为自动进给调节系统。
自动进给调节系统的任务在于通过改变、调节进给速度,使进给速度接近或等于蚀除速度,以维持一定的放电间隙,保证线切割加工正常稳定地进行,获得较好的加工效果。
对自动进给调节系统的一般要求是,首先必须具有较广的速度调节跟踪范围。在线切割加工过程中,加工条件、工件的材料与厚度等条件的变化,都会影响其进给速度,调节系统应有较宽的调节范围,以适应加工的需要。
其次,必须有足够的灵敏度。火花放电的频率很高,放电间隙的状态瞬息万变,要求进给调节系统根据间隙状态的微弱信号能相应地快速调节。所以,整个系统的不灵敏区、时间常数、运动部件的质量等都要小;机械传动部分都应灵活,传动间隙要小;控制系统的放大倍数应足够,过渡过程要短。
最后,还有一定的稳定性。电蚀速度一般较低,加工进给速度也不必过大,所以必须有较好的低速性能,能均匀、稳定地进给,避免低速爬行,超调址要小,传动刚度要高,坑于扰能力要强。