高速走丝电火花线切割数控技术应用分析

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1、第一章绪论1．1引言第一章绪论电火花线切割加工技术WEDM(WireElectricalDischargeMachining)自问世以来，得到了迅速的发展，逐步成为机械制造领域中的一个重要组成部分。高速走丝电火花线切割机床是通过线状工具电极，对工件进行脉冲性放电加工的。工作时脉冲电源的正极接工件，负极接电极丝。电极丝由贮丝筒带动往复移动，通过控制工件的运动轨迹和速度，从而切割出符合技术要求的工件。由于其加工性能与被加工材料无关，而且在加工过程中无切削力，从而容易加工复杂、精密和高硬度的零件，特别是对薄壁、窄缝零件的加工更具有优势【1】。因此在模具制造、成型刀具加工

2、、难加工材料及精密复杂零件的加工中占有重要的地位。我国早在五十年代就开始对电火花线切割机床进行研究和应用。在低速走丝线切割机床诞生后不久，我国也自行研制出具有首创性的高速走丝线切割机床。数十年来，这种机床对我国的制造业发展做出了很大贡献。由于其价格低廉、性价比高，因而国内许多中小型企业和工厂的青睐，广泛应用于仪器仪表、家用电器、汽车和电机等行业，尤其在加工制造方面发挥了巨大作用。据统计，目前我国数控高速走丝线切割机床约有10余万台，居世界第一位，2002年国内线切割机床产量1．5万台，其中绝大部分是高速走丝的线切割机床【2】。近年来，随着电子技术、计算机技术和控制

3、技术的高速发展，电加工机床的数控技术也不断地取得了长足的进步。传统的CNC技术由于通用性差、通讯能力弱以及不便于扩展功能等缺点，已逐渐不适应现代制造业发展的要求。因此，目前数控技术正在向通用型开放式实时动态全闭环控制的模式发展，开放式的数控系统已逐渐成为新一代数控系统的主流。尽管我国的高速走丝电火花线切割机床与慢速走丝机床相比，在结构、工艺和数控技术等方面仍有一定差距，但是仍非常适合于加工中等精度和表面粗糙度的零件或模具。因此提高线切割加工设备的性能对加快我国制造业的发展有着重要意义。广东工业大学工学硕士学位论文1．2开放式数控系统及国内外现状1．2．1开放式数控

4、系统及其分类数控系统从1952年发明至今，经过数十年的发展，数控技术已经产生了巨大变革。计算机技术的发展扩大了数控技术的应用范围，如今数控技术正向着开放式的方向发展，基于PC的开放式数控系统也已经成为各国重点研究的对象。1987年，美国提出了下一代控制器计划NGC(NextGenerationWorkstation／MachineController)和开放式系统体系结构标准SOSAS(StandersofOpenSystemArchitectureforAutomaticSystem)，首次提出了开放式体系结构的概念。IEEE也对开放式系统作出了规定：一个开放式

5、系统必须具备不同应用程序能很好地运行于不同供应商提供的不同平台上的能力、不同应用程序之间能够相互操作的能力和一致的用户操作风格。1992年欧盟22家公司提出了对于自动化系统的开放式体系结构OSACA(OpenSystemArchitectureforControlsWithinAutomation)及其组成部分。OSACA也对开放式控制系统作出了完全符合IEEE所规定的定义：一个开放式的控制系统，由一组逻辑的、离散的组件组成，直接定义了在组件之间以及组件和实现平台的接口，允许不同的供应商提供的不同组件，并且这些组件可协调地运行于不同平台上，同时还提供给用户其他与控

6、制系统相一致的接口。OSACA把开放式系统分为两个部分：应用软件和系统平台，如图1—1所示[3】。应用软件APIT系统软件系统平台系统硬件图1-1开放式系统体系结构Fig．1·1Structureofopensystem开放式的数控系统具有以下优势：①具有强大的适应性和灵活配置能力，能弟一覃鞲论适应各种设备，可灵活配置，随意集成。②控制软件具有及时扩展和联接功能，可以顺应新技术的发展，加入各种新功能。③不仅能适应计算机技术和信息技术的快速发展和更新换代，而且能有效保护用户原有投资。④操作简单，维护方便。⑤遵循统一的标准体系结构规范，模块之间具有兼容性，部件具有互换

7、性和互操作性【4】。开放式是数控系统发展的必然趋势，因此各国的数控研究所都将其列为重要的研究课题，致力于开发下一代的基于开放式体系结构的控制器OMAC(OpenModularArchitectureController)，并同时对相应的控制器编程接口API(ApplicationProgrammingInterface)进行了研究【5】。经过多年的发展，开放式系统已逐步成为数控技术的主流，其具有相互操作性、可移植性和互换性等的特点己渐渐为各厂家所重视。目前，开放式系统可分为三类：(1)专用CNC+PC型。专用数控系统是厂商为特定的生产需求而制造的，把PC嵌入到机床

8、中，使其具