中航長(zhǎng)風(fēng)舊線切割機(jī)床電氣改造實(shí)例

一、前言
數(shù)控線切割機(jī)床是直接利用電能、熱能對(duì)金屬進(jìn)行加工，可加工各種特殊性能的材料和各種復(fù)雜形狀及微細(xì)、微精、薄壁、低剛性等零件，其工作原理：放電間隙→工作液檢測(cè)變頻→計(jì)算機(jī)環(huán)行分配器→功率放大→步進(jìn)電機(jī)→走絲系統(tǒng)→程序圖紙→輸入機(jī)

數(shù)控線切割機(jī)床原理：改造數(shù)控線切割機(jī)床是上無專85年的產(chǎn)品，其控制方式為開環(huán)控制系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)根據(jù)輸入數(shù)據(jù)，經(jīng)過運(yùn)算給出控制量（輸出脈沖量），通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)，移動(dòng)的距離由指令值確定.工作臺(tái)縱橫向移動(dòng)采用滾珠導(dǎo)軌——步進(jìn)電機(jī)——消間隙齒輪——精密滾珠絲杠副傳動(dòng)。該機(jī)的電氣控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，電子控制技術(shù)較為落后，編程復(fù)雜，煩瑣，需按格式編程，且需用紙帶穿孔，用光電機(jī)或人工輸入、修改、編輯、檢驗(yàn)困難，同時(shí)電子元件老化，設(shè)備故障頻繁且不易修復(fù)，電氣升級(jí)改造勢(shì)在必行，我們應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程控制進(jìn)行了控制及電氣改造。

二、改造內(nèi)容
1. 控制原理
數(shù)控線切割機(jī)床運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)，電氣改造主要是更新控制系統(tǒng)，變?cè)鹊姆蛛x元件為大規(guī)模集成塊，控制技術(shù)更為先進(jìn),其控制原理大同小異，分述如下:功能控制：自動(dòng)讀入控制信息，使計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)確立相應(yīng)的工作狀態(tài)，而控制線切割機(jī)床生產(chǎn)相應(yīng)的動(dòng)作坐標(biāo)控制：即位置控制，控制鉬絲與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位置與軌跡，計(jì)算機(jī)控制中，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)計(jì)算各點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，把脈沖當(dāng)量折合成脈沖數(shù)來表示，計(jì)算機(jī)發(fā)出一定數(shù)量的脈沖，步進(jìn)電機(jī)絲杠即轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的位移，位置信息處理：計(jì)算機(jī)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，采用直線或圓弧逐段逼近給定曲線，從而引導(dǎo)鉬絲跟蹤設(shè)計(jì)圖形所規(guī)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，該系統(tǒng)輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)加工處理、插補(bǔ)運(yùn)算以及控制軟盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、多功能板。
2.高頻電源控制板機(jī)床電器：自動(dòng)編程卡、步進(jìn)電機(jī)控制板、變頻控制板、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)板等機(jī)能通過計(jì)算機(jī)軟件完成，而機(jī)床的控制則通過計(jì)算機(jī)與機(jī)床的驅(qū)動(dòng)裝置，強(qiáng)電系統(tǒng)之間的接口裝置實(shí)現(xiàn)。
3 硬件改造
原數(shù)控系統(tǒng)采用北京數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究所微型機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，原高頻脈沖電源采用上海通用公司2000年產(chǎn)型脈沖電源，改造后的控制系統(tǒng)采用專門設(shè)計(jì)的數(shù)字控制硬件插卡，配備IN486/PENTIUM586電腦，15寸彩顯，硬件插卡帶有接口電路、變頻、和高頻控制開關(guān)，具有元件少，接插件少，可靠性高等特點(diǎn)?？刂破飨到y(tǒng)軟件全中文提示；可一邊加工,一邊進(jìn)行程序編輯或模擬加工；可同時(shí)控制多達(dá)四部機(jī)床做不同的工作；采用大規(guī)模CMOS存儲(chǔ)器（62256/628128）來實(shí)現(xiàn)停電保護(hù)；系統(tǒng)接入客戶的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和監(jiān)視各加工進(jìn)程。高頻電源采用我公司DK3D脈沖電源。

三、控制卡的主要功能：
1. 開機(jī)操作簡(jiǎn)化：系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置可*保留，操作簡(jiǎn)單易學(xué)；
2.*保留內(nèi)存數(shù)據(jù)：系統(tǒng)附有可自動(dòng)充電之鎳隔電池供存儲(chǔ)器停電狀態(tài)所需，完善的斷電保護(hù)功能，如加工過程中突然斷電，復(fù)電后即可繼續(xù)加工；
3. 圖形顯示加工進(jìn)程，并顯示相對(duì)坐標(biāo)X、Y，J和坐標(biāo)X、Y、U、V等變化數(shù)值；
4. 錐度加工應(yīng)用了四軸/五軸聯(lián)動(dòng)的技術(shù)，上下異形和簡(jiǎn)單輸入角度兩種錐度加工方式，使錐度加工變得快捷、容易。
5. 導(dǎo)輪切點(diǎn)補(bǔ)償，包括了U軸和V軸，使大錐度切割的精度大大優(yōu)于同類軟件。
6．可對(duì)基準(zhǔn)面和絲架距作的校正計(jì)算，使錐度加工的精度得到保證，并且容易操作。
7．可將AUTOCAD的DXF格式及ISO G格式作數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。
8．可在一臺(tái)電腦上同時(shí)控制多達(dá)四部機(jī)床做不同的工作，并可脫機(jī)一邊加工，一邊編程。
9. 加工參數(shù)設(shè)置包括：3B補(bǔ)償，加工比例，坐標(biāo)變換，循環(huán)加工和步進(jìn)速度調(diào)節(jié)等，坐標(biāo)變換有旋轉(zhuǎn)、鏡象等八種；
10. 機(jī)床加工工時(shí)自動(dòng)累積，方便對(duì)機(jī)床使用的管理；
11. 可隨時(shí)設(shè)置（或取消）加工完當(dāng)段結(jié)束時(shí)的暫停標(biāo)志；
12. 對(duì)某組加工指令（在任意區(qū)間內(nèi)選取）設(shè)定循環(huán)加工2～255次；
13. 可由任意段開始加工，和到任意段結(jié)束，以及正/逆向加工；
14. 模擬加工可快速檢查程序的終點(diǎn)坐標(biāo)結(jié)果，及預(yù)先檢查加工過程；
15. 暫停、結(jié)束、短路自動(dòng)回退和長(zhǎng)時(shí)間短路（1分鐘）報(bào)警；
16. 加工插補(bǔ)運(yùn)算圓弧半徑至2000米；

四、完成
數(shù)控線切割機(jī)床電氣系統(tǒng)改造后，經(jīng)過近三年的運(yùn)行證明，改造是成功的。這為我們今后利用新技術(shù)改造舊設(shè)備，充分挖掘設(shè)備能力提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)。