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電火花線切割機床的電氣及控制系統(tǒng)構(gòu)成

更新時間:2014-06-09   點擊次數(shù):6869次
  電火花線切割加工是電火花加工的重要組成部分,它是利用金屬線狀工具電極(又稱電極絲)沿著給定的幾何圖形軌跡,利用脈沖放電腐蝕金屬的原理來加工工件??熳呓z線切割機床于70年代在我國興起并逐步廣泛應(yīng)用于加工精度要求高、形狀復(fù)雜,特別是模具等金屬件的加工中。
  
  快走絲線切割機床(配圖如下)的電氣及控制系統(tǒng)一般分為:微機控制部分、高頻電源部分和絲筒電機控制部分。絲筒電機控制部分控制電機及絲筒,帶動鉬絲作快速正反的啟動運行和停止,并提供各種相應(yīng)保護功能。其它類型機床電氣控制通常采用繼電器控制方式,也比較實用,但這種控制方式存在著下述一系列的問題:
  
  (1)繼電器接觸器動作頻繁,損耗相對較大;中間轉(zhuǎn)換控制復(fù)雜,出故障可能性高。
  
  (2)電機頻繁正反向全壓啟動,啟動電流大,對絲筒機械部件沖擊大。
  
  (3)接觸器觸點頻繁閉合斷開造成的噪聲大。
  
  這些問題導(dǎo)致的主要后果是整個加工可靠性降低,燒絲等問題增多,這勢必導(dǎo)致二次加工,zui終影響產(chǎn)品質(zhì)量,造成不必要的經(jīng)濟損失。

電火花線切割機床(配圖)
  
  針對上述存在的問題,故用小功率變頻器來實現(xiàn)原控制方式的改進,其理由主要有以下幾點:
  
  (1)變頻器產(chǎn)品技術(shù)成熟、性能可靠,已被廣泛應(yīng)用于異步電機各控制系統(tǒng)中。
  
  (2)利用變頻器的外接控制輸入端子和反映運行狀態(tài)的輸出端子以及強大的可編碼功能,可以根據(jù)被控對象和控制方式的不同進行靈活選擇和設(shè)定,省去了復(fù)雜的中間轉(zhuǎn)換控制。
  
  (3)電機的啟停時間及電流可分別通過手動編碼或自動設(shè)置完成,減少了原方式中起動電流大,機械沖擊大的弊病。
  
  (4)主電路的相序切換通過變頻器內(nèi)部集成控制電路完成(無觸點切換)。另外變頻器內(nèi)還設(shè)有直流制動功能,并設(shè)定當(dāng)電機轉(zhuǎn)速為0后,制動過程可自動解除,避免由于操作不當(dāng)電機所承受的不必要的大電流。
  
  (5)變頻器還可自行彌補電網(wǎng)電壓波動,設(shè)置自動延時關(guān)機和來電繼續(xù)加工等功能,可進一步提高自動化程度。
  
  走絲機構(gòu)控制系統(tǒng)
  
  快走絲線切割機床的走絲機構(gòu),是影響其加工質(zhì)量及加工穩(wěn)定性的關(guān)鍵部件。走絲機構(gòu)的功能是帶動電極絲按一定線速度移動往復(fù)運絲,并將電極絲整齊地排繞在儲絲筒上。儲絲筒本身作高速正反向轉(zhuǎn)動,是利用電動機正反轉(zhuǎn)來達到的。電機經(jīng)聯(lián)軸器帶動絲筒,再經(jīng)同步帶帶動絲杠轉(zhuǎn)動,拖板便作往復(fù)運動,拖板移動的行程可由調(diào)整換向左右撞塊的距離來達到。
  
  絲筒變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
  
  變頻調(diào)速系統(tǒng)主要由以下幾個環(huán)節(jié)構(gòu)成:
  
  (1)主電路,系統(tǒng)功率變換環(huán)節(jié)采用AD/DC整流電路和IGBT逆變電路。
  
  (2)控制電路,控制電路主要用來接受外來信號和發(fā)出控制命令和PWM波形。
  
  (3)驅(qū)動電路,采用IGBT智能功率模塊(IPM)。
  
  (4)保護電路,為了保護動作的快速性和實時監(jiān)測性,采用了硬件電路加軟件子程序的監(jiān)控方式,故障發(fā)生時如果是屬于電機短路之類的故障,則硬件電路將立即產(chǎn)生信號,關(guān)閉波形發(fā)生器并在中斷子程序中進行保護設(shè)置,并使程序回到初始狀態(tài)。
  
  電火花線切割加工機床集、高精度和高柔性為一體,要求電動機控制系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、加減速性能好、速度精度高、特殊功能(如高速定位)強。變頻器在走絲機構(gòu)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,達到對三相異步電機的無級調(diào)速,具有節(jié)能、對電網(wǎng)無污染、調(diào)速范圍大、調(diào)速機械性硬等優(yōu)點。

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