電火花線(xiàn)切割機床的電氣及控制系統構成

　　電火花線(xiàn)切割加工是電火花加工的重要組成部分，它是利用金屬線(xiàn)狀工具電極(又稱(chēng)電極絲)沿著(zhù)給定的幾何圖形軌跡，利用脈沖放電腐蝕金屬的原理來(lái)加工工件?？熳呓z線(xiàn)切割機床于70年代在我國興起并逐步廣泛應用于加工精度要求高、形狀復雜，特別是模具等金屬件的加工中。
　　
　　快走絲線(xiàn)切割機床（配圖如下）的電氣及控制系統一般分為：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(dòng)鉬絲作快速正反的啟動(dòng)運行和停止，并提供各種相應保護功能。其它類(lèi)型機床電氣控制通常采用繼電器控制方式，也比較實(shí)用，但這種控制方式存在著(zhù)下述一系列的問(wèn)題：
　　
　　(1)繼電器接觸器動(dòng)作頻繁，損耗相對較大;中間轉換控制復雜，出故障可能性高。
　　
　　(2)電機頻繁正反向全壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流大，對絲筒機械部件沖擊大。
　　
　　(3)接觸器觸點(diǎn)頻繁閉合斷開(kāi)造成的噪聲大。
　　
　　這些問(wèn)題導致的主要后果是整個(gè)加工可靠性降低，燒絲等問(wèn)題增多，這勢必導致二次加工，zui終影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成不必要的經(jīng)濟損失。
　　
　　針對上述存在的問(wèn)題，故用小功率變頻器來(lái)實(shí)現原控制方式的改進(jìn)，其理由主要有以下幾點(diǎn)：
　　
　　(1)變頻器產(chǎn)品技術(shù)成熟、性能可靠，已被廣泛應用于異步電機各控制系統中。
　　
　　(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，可以根據被控對象和控制方式的不同進(jìn)行靈活選擇和設定，省去了復雜的中間轉換控制。
　　
　　(3)電機的啟停時(shí)間及電流可分別通過(guò)手動(dòng)編碼或自動(dòng)設置完成，減少了原方式中起動(dòng)電流大，機械沖擊大的弊病。
　　
　　(4)主電路的相序切換通過(guò)變頻器內部集成控制電路完成(無(wú)觸點(diǎn)切換)。另外變頻器內還設有直流制動(dòng)功能，并設定當電機轉速為0后，制動(dòng)過(guò)程可自動(dòng)解除，避免由于操作不當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(dòng)，設置自動(dòng)延時(shí)關(guān)機和來(lái)電繼續加工等功能，可進(jìn)一步提高自動(dòng)化程度。
　　
　　走絲機構控制系統
　　
　　快走絲線(xiàn)切割機床的走絲機構，是影響其加工質(zhì)量及加工穩定性的關(guān)鍵部件。走絲機構的功能是帶動(dòng)電極絲按一定線(xiàn)速度移動(dòng)往復運絲，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動(dòng)，是利用電動(dòng)機正反轉來(lái)達到的。電機經(jīng)聯(lián)軸器帶動(dòng)絲筒，再經(jīng)同步帶帶動(dòng)絲杠轉動(dòng)，拖板便作往復運動(dòng)，拖板移動(dòng)的行程可由調整換向左右撞塊的距離來(lái)達到。
　　
　　絲筒變頻調速系統結構
　　
　　變頻調速系統主要由以下幾個(gè)環(huán)節構成：
　　
　　(1)主電路，系統功率變換環(huán)節采用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(lái)接受外來(lái)信號和發(fā)出控制命令和PWM波形。
　　
　　(3)驅動(dòng)電路，采用IGBT智能功率模塊(IPM)。
　　
　　(4)保護電路，為了保護動(dòng)作的快速性和實(shí)時(shí)監測性，采用了硬件電路加軟件子程序的監控方式，故障發(fā)生時(shí)如果是屬于電機短路之類(lèi)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(jìn)行保護設置，并使程序回到初始狀態(tài)。
　　
　　電火花線(xiàn)切割加工機床集、高精度和高柔性為一體，要求電動(dòng)機控制系統調速范圍寬、加減速性能好、速度精度高、特殊功能(如高速定位)強。變頻器在走絲機構控制系統中的應用，達到對三相異步電機的無(wú)級調速，具有節能、對電網(wǎng)無(wú)污染、調速范圍大、調速機械性硬等優(yōu)點(diǎn)。