大鐵絲切割機床用的什麼控制系統

1. 數控機床按控制方式分為哪幾類，各方式什麼場合

一般傳統上不按照控制方式分類。按以下分類方法。

一、按加工工藝方法分類

1．金屬切削類數控機床

與傳統的車、銑、鑽、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鑽床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。

在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數控機床的自動化程度和生產效率。例如銑、鏜、鑽加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾後，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鑽、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由於工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的台數和佔地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產效率和加工質量。

2．特種加工類數控機床

除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用於數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。

3．板材加工類數控機床

常見的應用於金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。

近年來，其它機械設備中也大量採用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。

二、按控制運動軌跡分類

1．點位控制數控機床

點位控制數控機床的特點是機床移動部件只能實現由一個位置到另一個位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數控系統只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯系。可以幾個坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。

這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鑽床、數控沖床、數控點焊機等。點位控制數控機床的數控裝置稱為點位數控裝置。

2．直線控制數控機床

直線控制數控機床可控制刀具或工作台以適當的進給速度，沿著平行於坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。

直線控制的簡易數控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用於平面的銑削加工。現代組合機床採用數控進給伺服系統，驅動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鑽鏜加工，它也可算是一種直線控制數控機床。

數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數控機床。

3．輪廓控制數控機床

輪廓控制數控機床能夠對兩個或兩個以上運動的位移及速度進行連續相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。

常用的數控車床、數控銑床、數控磨床就是典型的輪廓控制數控機床。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也採用了輪廓控制系統。輪廓控制系統的結構要比點位/直線控系統更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然後進行相應的速度與位移控制。

現在計算機數控裝置的控制功能均由軟體實現，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數專用控制系統外，現代計算機數控裝置都具有輪廓控制功能。

三、按驅動裝置的特點分類

1．開環控制數控機床

這類控制的數控機床是其控制系統沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數控系統每發出一個進給指令，經驅動電路功率放大後，驅動步進電機旋轉一個角度，再經過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉，通過絲杠螺母機構轉換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。此類數控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發出去後，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環控制數控機床。

開環控制系統的數控機床結構簡單，成本較低。但是，系統對移動部件的實際位移量不進行監測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環控制系統僅適用於加工精度要求不很高的中小型數控機床，特別是簡易經濟型數控機床。

2．閉環控制數控機床

閉環控制數控機床是在機床移動部件上直接安裝直線位移檢測裝置，直接對工作台的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環系統的運動精度主要取決於檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環控制數控機床的系統框圖。圖中A為速度感測器、C為直線位移感測器。當位移指令值發送到位置比較電路時，若工作台沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作台實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較後得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數控機床，因把機床工作台納入了控制環節，故稱為閉環控制數控機床。
閉環控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統復雜，成本高。

3．半閉環控制數控機床
半閉環控制數控機床是在伺服電動機的軸或數控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉角間接地檢測移動部件的實際位移，然後反饋到數控裝置中去，並對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作台的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現控制。由於工作台沒有包括在控制迴路中，因而稱為半閉環控制數控機床。

半閉環控制數控系統的調試比較方便，並且具有很好的穩定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結構更加緊湊。

4．混合控制數控機床

將以上三類數控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數控機床。混合控制數控機床特別適用於大型或重型數控機床，因為大型或重型數控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只採用全閉環控制，機床傳動鏈和工作台全部置於控制閉環中，閉環調試比較復雜。混合控制系統又分為兩種形式：

（1）開環補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環伺服機構，另外附加一個校正電路。用裝在工作台的直線位移測量元件的反饋信號校正機械繫統的誤差。

（2）半閉環補償型。它是用半閉環控制方式取得高精度控制，再用裝在工作台上的直線位移測量元件實現全閉環修正，以獲得高速度與高精度的統一。其中A是速度測量元件（如測速發電機），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。

2. 什麼叫線切割機床的機械繫統

快走絲中走絲線切割機床的機械繫統包括下面幾點：機床工作台部分（傳專動系統），屬運絲（貯絲筒部分、漲緊部分、導絲部分 ，線架部分）部分 ，錐度裝置 ，切割液系統（也就水箱了，噴水嘴也可以加上） ，副工作台部分
慢走絲，機床工作台傳動部分、運絲機構、拉絲機構（
+有的機床帶有選配的切絲機構）、上下導向導電機構、自動穿絲機構、錐度機構，切割液系統（+冷卻系統 ），副工作台

3. 數控線切割機床由哪幾部分組成簡述數控線切割機床的加工原理。

數控線切割機床的組成部分有：

1、工作台：由工作檯面、中托板和下托板組成，工作檯面用以安裝夾具和被切割工件，中托板和下托板分別由步進電動機拖動，通過齒輪變速機滾珠絲杠傳動，完成工作檯面的縱向和橫向運動。

2、走絲機構：走絲機構主要由儲絲筒、走絲電動機和導輪等部件組成。儲絲筒安裝在儲絲筒托板上，由走絲電動機通過聯軸器帶動，正反轉動。

3、供液系統：供液系統由工作液箱、液壓泵、噴嘴組成，為機床的切割加工提供足夠、合適的工作液。

4、脈沖電源：脈沖電源是產生脈沖電流的能源裝置。線切割脈沖電源是影響線切割加工工藝指標最關鍵的設備之一。

5、控制系統：對整個線切割加工過程和鉬絲軌跡做數字程序控制，可以根據ISO格式和3B、4B格式的加工指令控制切割。

其加工原理為：火花所產生的高溫在觸點上融化出現凸凹不平的斑點，這是電腐蝕現象。會造成開關接觸不良，最終損壞，這是電腐蝕現象有害的一面。目前不但能夠通過科學的方法減小並防止腐蝕，而且已經成功的利用電腐蝕對金屬進行各種加工，從而發明了電火花加工方法。

採用電極絲（鉬絲、鎢鉬絲等）作為工具電極，在脈沖電源的作用下，工具電極和加工工件之間形成火花放電，火花通道瞬間產生大量的熱，使工件表面熔化甚至汽化。線切割機床通過XY托板和UV托板的運動，使電極絲沿著與預定的軌跡運動，從而達到加工工件的目的。

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在日常生活中，經常看到電器在開關閉合或斷開的瞬間產生火花，火花所產生的高溫在觸點上融化出現凸凹不平的斑點，這就是電腐蝕現象。它會造成開關接觸不良，最終損壞，這是電腐蝕現象有害的一面。

隨著人們對電腐蝕現象的深入研究，目前不但能夠通過科學的方法減小並防止腐蝕，而且已經成功的利用電腐蝕對金屬進行各種加工，從而發明了電火花加工方法。

線切割的加工精確度可達±0.01mm，表面粗糙度Rα為1.25～2.5um。線切割可以加工用一般切削加工方法難以加工或無法加工的硬質合金和淬火剛等高硬度、復雜輪廓形狀的板狀金屬工件，特別是對沖裁（落料）模具中的凸凹模尤其適用。

數控線切割加工是機械製造中不可缺少的一種先進的加工方法，具有如下特點：

1、利用電蝕原理加工，電極絲與工件不直接接觸，兩者之間的作用力很小，因而工件的變形很小，電極絲、夾具不需要太高的強度。

2、直接利用線狀的電極絲作電極，不需要製作專用電級，可節約電極設計、製造費用。

3、可以加工用傳統切削加工方法難以加工或無法加工的形狀復雜的工件。由於數控電火花線切割機床是數字控制系統，因此加工不同的工件只需編制不同的控製程序，對不同形狀的工件都很容易實現自動化加工。很適合於小批量形狀復雜零件、單件和試製品的加工，加工周期短。

4、採用四軸聯動，可加工錐度、上、下面異形體等零件。

5、傳統的車、銑、鑽加工中，刀具硬度必須比工件硬度大，而數控電火花切割機床的電極絲不必比工件材料硬，可以加工硬度很高或很脆，用一般切割法難以加工或無法加工的材料。在加工中作為刀具的電極絲無需刃磨，可節約輔助時間和刀具費用。

6、直接利用電、熱能進行加工，可以方便對影響加工精度的加工參數（如脈沖寬度、間隔、電流）進行調整，有利於加工精度的提高，便於實現加工過程的自動化控制。

4. 快走絲線切割機床的電氣及控制系統有什麼簡介

快走絲線切割機床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，帶動鉬絲作快速正反的啟動運行和停止，並提供各種相應保護功能。其它類型機床電氣控制通常採用繼電器控制方式，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；中間轉換控制復雜，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雜訊大。
這些問題導致的主要後果是整個加工可靠性降低，燒絲等問題增多，這勢必導致二次加工，最終影響產品質量，造成不必要的經濟損失。
針對上述存在的問題，故用小功率變頻器來實現原控制方式的改進，其理由主要有以下幾點：
(1)變頻器產品技術成熟、性能可靠，已被廣泛應用於非同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)電機的啟停時間及電流可分別通過手動編碼或自動設置完成，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部集成控制電路完成(無觸點切換)。另外變頻器內還設有直流制動功能，並設定當電機轉速為0後，制動過程可自動解除，避免由於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電壓波動，設置自動延時關機和來電繼續加工等功能，可進一步提高自動化程度。
走絲機構控制系統：
快走絲線切割機床的走絲機構，是影響其加工質量及加工穩定性的關鍵部件。走絲機構的功能是帶動電極絲按一定線速度移動往復運絲，並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，是利用電動機正反轉來達到的。電機經聯軸器帶動絲筒，再經同步帶帶動絲杠轉動，拖板便作往復運動，拖板移動的行程可由調整換向左右撞塊的距離來達到。
絲筒變頻調速系統結構：
變頻調速系統主要由以下幾個環節構成：
(1)主電路，系統功率變換環節採用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出控制命令和PWM波形。
(3)驅動電路，採用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測性，採用了硬體電路加軟體子程序的監控方式，故障發生時如果是屬於電機短路之類的故障，則硬體電路將立即產生信號，關閉波形發生器並在中斷子程序中進行保護設置，並使程序回到初始狀態。
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，達到對三相非同步電機的無級調速，具有節能、對電網無污染、調速范圍大、調速機械性硬等優點。