淺談數控電火花線切割機床的國內外動態 國外低速走絲線切割機床有代表性的廠家主要有瑞士Charmilles公司，瑞士Agie公司，日本Sodick公司等，他們自20世紀70年代研制成功并生產低速走絲線切割機床，現在基本占領了大部分市場。隨著生產領域對電火花線切割加工技術需求的不斷增加，近幾年來國外電火花線切割加工在走絲系統、自動化及人工智能技術、微細電火花線切割加工等關鍵技術方面又取得了新的進展。 據介紹目前低速走絲線切割機切割加工，zui高加工速度己達到325~350mm2/min，加工精度達±2μm，加工表面粗糙度Ra < 0.3μm。三菱電機公司稱，在加工速度325 mm2/min時能穩定加工；國內低速走絲線切割機床加工速度與國外相比還有差距，如北京阿奇夏米爾公司WE 1機床，其加工速度在150~210 mm2/min 。 為解決低速走絲線切割機高速和高精度加工的矛盾，瑞士夏米爾公司推出了ROBOF1L2030SI—IW型自動切換雙走絲系統的線切割機床，粗加工用Φ0.25mm粗絲和高峰值電流進行高速切割；精加工用Φ0.1mm細絲，用精規準進行高精度和低粗糙度切割，兩套走絲系統各自獨立，粗加工完成后，自動斷絲（燒斷），換精加工系統再穿絲，整個過程45秒完成，使用一個導向器，據介紹加工效率提高200%。穿絲時間節省30%，能切割R0.06mm小拐角零件。雖然雙走絲線切割機結構較復雜，機床投資增加5~10%，但效果明顯，可以很快得以回報。 目前低速走絲線切割機床，自動穿絲的成功率幾乎達到100%，一般都采用把電極絲前端拉細變尖變硬和加入高壓水柱等措施Φ0.03mm的銅絲，穿絲孔為Φ0.05mm也能穿絲，例如：日本沙迪克公司AQ系列機床的高速自動穿絲裝置，一個循環穿絲時間為13秒，成功率100%，并有穿絲張力傳感器，檢測穿絲完成避免多走絲。日本三菱電機公司的自動穿絲裝置，穿絲時間為10秒，能斷點再穿絲，能進行Φ0.03mm穿絲。 沙迪克公司zui早在電火花成型機床上采用了直線電機驅動，在 2001年第七屆北京機床展覽上，推出了AQSSOL性直線電機馭動的低速走絲線切割機床[13]，由于直線電機驅動與主軸為同一個零件，無絲杠聯接，無反向間隙，移動準確，實現了高響應和高跟蹤，以及高精度位置控制，防止了斷絲，能保持*放電狀態的穩定加工，提高了放電效率和加工精度，并克服了線切割加工中的表面條紋。 國外低速走絲線切割機床的自動控制功能強控制內容豐富，輸入參數越來越簡捷，都有專家系統（智能控制或模糊控制），它包含對加工條件自動選擇和編程，自動找垂直自動穿絲，在切割中斷絲再處理，切割異常時加工參數和加工條件再修改等等，操作者僅輸入工件材料、切割厚度、加工形狀尺寸、粗糙度等，自動生成加工電規準和工藝，自動完成加工，有的也可以采用圖形掃描輸入例如夏米爾和阿奇公司的穿絲導套，在銅絲直徑改變時不更換，能自動打開調整，穿絲后自動找正垂直度和加工工件的中心，在切割時能跟蹤檢測，消除切割拐角處電極絲滯后和彎曲，保證了切割的高質量和效率，一般采用調整電極絲張力和改變切割軌跡等措施：三菱電機公司線切割機床，在切割厚度（切入、切出、臺階等）改變時，能自動調整參數，提高了切割效率，其拐角切割控制（CM-R ），采用了軌跡和能量控制相結合的方法 。
我國對線切割加工的研究比較早，因而幾乎在慢走絲機（用低速走絲電火花線切割機）誕生的同時，我國也自制成功*臺快走絲線切割機（即高速走絲電火花線切割機），簡稱線切割。起初，線切割的工藝指標與慢走絲機相當或略高，但隨著時間的推移，線切割機的各項指標（除切割厚度外）已明顯落后于慢走絲線切割機。其中的主要原因就是慢走絲機采用了高自動化水平的CNC系統和多次切割、自適應控制技術。由于線切割機采取了價格低廉的策略，極大地限制了新型工藝技術的實施和加工過程自動化水平的提高，因而導致了線切割機床的生產和研究單一，步伐緩慢。 目前國內使用得比較多的線切割控制系統是蘇州開拓電子技術有限公司開發的YH線切割控制系統。該系統建立在DOS平臺上，采用雙CPU結構，加工時可以同機編程；系統采用ISO指令，兼容3B代碼；zui多可以實現五軸控制。該控制卡zui突出的優點是穩定可靠，抗干擾能力強，但是該卡使用ISA總線，在DOS平臺運行，速度較慢，編程軟件資源也并非十分豐富，而且控制卡每次能接收的指令數量不多，從而限制了其應用。 另外，國內許多大學院校正在開展對開放式線切割數控系統的研究。上海交通大學開發了基于Linux下的開放式WEDM數控系統，該系統的執行效率、穩定性不弱于WindowsNT，而且性能強大，穩定性和軟件移植性好；另外，該校還以自行開發的ISA控制卡為硬件基礎，建立了基于開放式PC平臺的微細電火花機床實時控制系統。北京航天航空大學開發了基于工控PC和Windows操作系統的多軸多通道開放式線切割數控系統，其核心硬件是80486或以上的工控PC，可實現4坐標錐度的線切割。浙江大學進行了數控電火花線切割DNC小型系統的開發，從而提高了設備的利用率。 目前，高速線切割機數控系統的主要缺點表現在： 1、機床設計不合理 音叉式絲架結構剛度差，固有頻率低，容易起振。在快速往復運絲機構和導輪跳動的激勵下，空載運行時也會有較大的振動。單卷絲筒不利于恒張力控制，因而難以抑制電極絲的振動。無法實現自動穿絲。導輪在高速運轉時會產生較大的振動。由于電極絲傾斜時導輪和電極絲接觸點不定，因而導輪也不利于進行大錐度切割。 2、伺服控制系統落后 普遍采用步進電機伺服系統，因而線切割機的進給速度受到限制。沒有回零控制和行程控制，因而對齒隙、螺距誤差和步進電機的丟步不能合理地補償。 3、控制系統過于簡單 3B格式編程語言，不利于提高加工精度和實現標準化。由于3B格式無法提供幾何描述語句以外的參數，因而不利于加工過程控制和實現CNC系統的高自動化。此外，3B格式幾何描述復雜，需要描述幾何段所在象限和zui大計數長度。圓弧插補計算有較大的計算誤差。偏移軌跡只有AP （Automatic circle for offset Path）法一種計算方法，而且功能差，因而對于復雜的編程軌跡往往不能勝任。錐度切割能力差，無法進行上下異型面切割，因而不能加工復雜錐度型面，很不適用。鍵盤過于簡單，數據顯示不規范。由于沒有CRT，因而操作不直觀，人機通信能力差，無法顯示實際位置坐標和進行圖形顯示。普遍使用“硬件電源”，對數字式脈沖電源和自適應控制系統重視不夠，因而不利于控制拐角精度和加工質量。 4、自動編程語言混亂，幾何元素定義復雜，標準化差。 總之，與慢走絲機相比快走絲機的綜合性能指標低、工藝指標差，使得慢走絲機的進口量不斷增加，花費了大量的外匯。 蘇州中航長風數控科技有限公司主營產品有：線切割機床，電火花成型機，快走絲線切割，中走絲線切割，電火花線切割，電火花穿孔機，取斷絲錐機。 |
