数控线切割机床的组成及发展历程-苏州市联青机电工贸有限公司

数控线切割机床的组成及发展历程

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数控线切割机床由工作台、走丝机构、供液系统、脉冲电源和控制系统等组成。

　　工作台又称为切割台，由工作台面、中托板和下托板组成，工作台面用以安装夹具和被切割工件，中托板和下托板分别由步进电动机拖动，通过齿轮变速机滚珠丝杠传动，完成工作台面的纵向和横向运动。工作台面的纵、横向运动既可以手动完成，又可以自动完成。

　　走丝机构主要由储丝筒、走丝电动机和导轮等部件组成。储丝筒安装在储丝筒托板上，由走丝电动机通过联轴器带动，正反转动。储丝筒的正反旋转运动通过齿轮同时传给储丝筒托板的丝杠，使托板作往复运动。电极丝安装在导轮和储丝筒上，开动走丝电动机，电极丝以一定的速度作往复运动，即走丝运动。

　　供液系统由工作液箱、液压泵、喷嘴组成，为机床的切割加工提供足够、合适的工作液。工作液主要有矿物油、乳化液和去离子水等。其主要作用有：对电极、工件和加工屑进行冷却，产生放电的爆炸压力，对放电去区消电离及对放电产物除垢。

　　脉冲电源是产生脉冲电流的能源装置。线切割脉冲电源是影响线切割加工工艺指标最关键的设备之一。为了满足切割加工条件和工艺指标，对脉冲电源的要求为：较大的峰值电流，脉冲宽度要窄，要有较高的脉冲频率，线电极的损耗要小，参数设定方便。

　　对整个线切割加工过程和钼丝轨迹做数字程序控制，可以根据ISO格式和3B、4B格式的加工指令控制切割。机床的功能主要是由控制系统的功能决定的。

　　线切割机床（WirecutElectricalDischargeMachining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。其基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机（ReciprocatingtypeHighSpeedWirecutElectricalDischargeMachining俗称“线切割机床”）、低速单向走丝电火花线切割机（LowSpeedone-waywalkWirecutElectricalDischargeMachining俗称“慢走丝”）和立式自旋转电火花线切割机（VerticalWireElectricalDischargeMachiningmachinetoolWithRotationWire）三类。又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型（俗称龙门型）。

　　编辑本段线切割机床发展历程

　　控制系统自20世纪60年代后期至70年代中期，我国高速走丝线切割机床的数控系统专用工控机，采用晶体管分立元件组成门电路，再由门电路组成寄存器、输入控制器、运算器、输出控制器等，加工程序则通过扳键开关手工输入，或通过光电阅读机从穿孔纸带读入，采用辉光数码管和氖灯显示计数长度以及X、Y坐标值（二进制）。进入20世纪70年代后期，数控系统已过渡到以中、大规模集成电路芯片为主的电路。基本原理和结构虽然未改变，但功能得到加强，可靠性也提高了。它的输入仍然有手工输入（扳键或按键）和纸带输入（电报机头）两种方式，指示有荧光数码管和发光二极管形式。该类产品一直到80年代末都在使用。随着单板微型计算机（将CPU、RAM、ROM、输入输出接口装在一块印制电路板上的计算机，简称单板机）的出现，高速走丝线切割机控制器大量使用以Z-80为微机处理器的单板机，真正实现了功能强、价格的目标。对于简易数控系统来说，这是一个辉煌的时期，在其它相关行业的发展促进下，使数控高速电火花线切割机得到了迅速的普及。

　　到20世纪90年代，数控系统以8051系列单片机的控制器都具有图形缩放、齿隙补偿、短路回退、断丝保护、停电记忆、自动对中、加工结束自动停机等功能，并有锥度切割功能。带显示器的编程、控制一体机也已开始使用，只是所编制的程序，不能直接传输到其它控制台上，但有配备打印机、纸带穿孔机等外部设备，而且也只能控制单台机床。随着计算机的迅速发展和普及，采用台式微型计算机（包括工控机），能够控制分别独立工作的几台机床。在允许数量范围内，增加机床只需增加控制卡。各机床的工作状态，可通过切换画面分别监视。这样不仅节约了控制系统的成本，又利用了计算机强大的数据存取能力。自动编程系统功能在不断增强，编程方式也多种多样，有指令输入、作图法、扫描法、CAD文档转换等，还可通过U盘、网络等接口、通信进行数据交换。避免了手工输入程序、绘图低效率和带来的差错。

　　目前，快走丝线切割技术的发展已走向明朗化，在保持往复走丝线切割优点的基础上，不断的探索和研究，把新的理论、新的方法，应用到新的系统中。新一代控制系统将会更稳定、更实用、更简单、更方便。