电火花线切割机床及控制系统总体设计_穆临平
电火花线切割机床设计毕业论文
电火花线切割机床设计毕业论文一、概括当我们谈论电火花线切割机床的设计，我们其实是在探讨一种精密工艺的发展与创新。
这种机床在制造业中扮演着非常重要的角色，特别是在需要高精度切割的应用场景中。
本次毕业论文的目的，就是深入探索电火花线切割机床的设计原理与实践，理解其结构特点和操作方式，以推动其在现代制造业中的进一步发展。
论文首先从电火花线切割机床的基本原理开始，简单介绍了其工作原理和应用领域。
接着我们会深入探讨其设计的各个方面，包括机械结构、控制系统、切割工艺等。
设计的每一个环节都至关重要，它们共同决定了机床的性能和精度。
此外我们还将关注机床的实用性和创新性，试图通过设计优化，提高机床的效率和稳定性。
1. 研究背景和意义随着制造业的飞速发展，电火花线切割技术已成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
这种技术广泛应用于汽车、航空、模具制造等领域，对高精度零部件的加工起着至关重要的作用。
然而随着市场需求的变化和技术进步的要求，现有的电火花线切割机床在某些方面已经不能满足现代工业的需求。
因此对电火花线切割机床的设计进行深入研究，具有重要的现实意义。
此外随着科技的快速发展，各行各业对产品质量的要求越来越高，这也对电火花线切割技术提出了更高的要求。
因此对电火花线切割机床的设计进行研究，有助于我们更好地满足市场需求，提高我国制造业的竞争力。
那么我们该如何进行设计研究呢？接下来我将为大家详细介绍。
2. 电火花线切割机床的发展现状和趋势随着制造业的飞速发展，电火花线切割机床作为重要的加工设备，一直在不断地进步和发展。
说起电火花线切割机床，我们不禁要关注它的现状以及未来的趋势。
目前电火花线切割机床已经广泛应用于各个领域，特别是在模具制造、航空航天、汽车制造等行业。
它的加工精度高、速度快，能够适应各种复杂形状工件的加工需求。
不过随着科技的进步，电火花线切割机床也在不断地进行技术革新。
我们知道现在的电火花线切割机床越来越智能化，自动化技术的应用使得机床的操作更为简便，加工精度也进一步提高。
DK7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统
引言本次毕业设计从2005年2月28号开始到本年的六月中旬结束，长达四个月。
毕业设计是一名在校大学生最后的一次也是最重要的一次设计，说其重要主要是因为它将检验你在大学生活中所学知识的扎实程度，期间你必须复习所学过的一些课程，学习一些要用到的新的知识，它还将练习你的动手能力，思考能力，创新能力，是你在大学学习生活的一次升华，是一个提升阶段，更是走向工作岗位的一次练兵，因此我们都对此极为重视，更是投入了极大的热情与努力来更好的完成它。
本次设计在颜竞成教授的悉心指导下分四个阶段按部就班的有条不紊的进行。
第一阶段是搜集整理阶段。
在本阶段主要是搜集足够的资料信息并对设计题目进行分析和实地调查，做到心中清楚。
本设计其实从2004年元旦就开始了，截止到2004年3月份第一张外观图绘制成功为止。
第二阶段是机械部分设计阶段，本阶段主要应用大学里面所学到的饿专业知识来进行运丝机构设计和坐标工作台的横向和纵向进给机构设计。
另外还要进行储丝筒的三维零件设计。
本阶段主要是从三月份到五月份。
五月份到六月份则是第三阶段：控制系统设计阶段。
主要进行电器电路设计，包括步进电机驱动设计和脉冲功率放大电路设计。
本阶段也是一个学习的阶段，对自己不太熟悉的领域的一次学习。
六月份开始就是最后一个阶段：整理复习阶段，主要从事前几个阶段的整理温习，写说明书。
以及毕业答辩前的各项具体细节的准备。
所以说每个阶段都是十分紧张而有难度的，有些问题是由于设计的难度，有些还是因为自己知识上的欠缺和基础不扎实造成的。
可以说这次毕业设计是个查缺补漏的机会。
尤其是在同学的协助下，特别是在颜教授的指导下，遇到困难不逃避，主动请教，主动学习，独立思考提出新方案，困难一个个的解决，才有了本次设计的成功。
这次毕业设计锻炼了我团体协作精神和独立作业的能力。
专业设计基础，对自己将来都是一次具有深远影响的事情。
一、总体方案设计(一)总体方案的拟定1．电火花线切割机床具有定位、纵向和横向的直线插补功能；还能要求暂停，进行循环加工等。
电火花线切割机控制系统设计
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研究内容及目的意义
• 数控是采用数字电子技术，对生产机械进行自动控制 • 数控是采用数字电子技术，最初应用与机床对形状复杂
的零件进行精密加工，后来逐步推广到绘图机，电火花线 切割机，火焰切割机，及其它行业生产机械的控制。 • 早期数控系统中的数控装置是根据宏旨对象的特定功能要 求，采用数字逻辑电路专门设计制造的，称为硬件数控系 统，他的通用性差，系统的研制和生产周期长，成本高， 灵活性差，越来越难以满足现代化生产的要求。 • 计算机的应用使数控技术的到了新的发展，出现了计算机 数控（CNC）系统。 • 计算机数控系统通过软件实现控制，改变控制功能，只须 重新设计相应的控制程序，硬件电路不需要或只作极少改 动，因而通用性和灵活性都好。
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数控电火花线切割机设计
数控电火花线切割机设计数控电火花线切割机是一种专门用于工业制造中的精密加工设备。
在制造过程中，需要对金属材料进行各种形状的切割、孔洞的加工，以及模具和零件的加工。
因此，它拥有数控技术提供的高精度和高效率，能够满足不同工艺和制造需求。
在设计数控电火花线切割机时，需要考虑以下几个方面。
1. 机身结构设计数控电火花线切割机主要由机身、控制系统、工作台、电极和电源组成。
机身的设计直接影响到加工的精度和效率。
因此，厂家需要根据加工需求和机身材料的物理特性，精确计算机身的结构设计，制定出最佳设计方案。
此外，应考虑机台的稳定性、易于维护性和美观度等因素。
2. 控制系统设计数控系统是数控电火花线切割机的核心部件，需要提供准确可靠的控制。
平板、电脑和数值控制器三种控制设备都可以用于控制数控电火花线切割机。
不同控制方式的选用需要考虑加工的复杂性、加工精度和成本等参数。
3. 工作台设计工作台是数控电火花线切割机的加工基础，需考虑的因素包括机床结构、工件夹紧机构、工作范围和光滑度。
一台优良的数控电火花线切割机应具有可调节的工作台高度和光滑表面，可提高加工效率。
4. 电极设计电极是数控电火花线切割机的关键部件，可通过多种材料制作。
电极质量直接决定加工的稳定性和质量。
厂家需要考虑电极型号选配、电极材料选择、电极改装及扭能要求等参数。
5. 电源设计电源是数控电火花线切割机的核心部件，满足加工所需的电能和电流稳定。
它的设计需要考虑到产生的能量、供能的稳定性和滤波效果，以免影响加工的精度和效率。
在电源设计过程中，厂家应同步考虑电源的三相交流接口、电压变换器、反向保护器和电流保护器等。
总之，数控电火花线切割机的设计必须满足精度、效率、快速和稳定的工业加工需求。
只有在精细的设计和优质的组件的基础上，数控磨床才能提供全面的服务，并使加工设备的质量和生产效益得到提高。
2009011131 电火花线切割机床设计
目录前言第一章绪论1.1电火花切割机床背景1.2课题目的和意义1.3应解决的问题1.4电火花切割机床的应用和发展趋势第二章电火花加工技术2.1电火花加工的原理2.2电火花加工的特点2.3电火花加工的应用第三章课题分析第四章环保—体型HSWEDM型电火花机床介绍4.1机床部分4.2机床本体尺寸第五章设计相关说明5.1床身结构及材料的选择5.2立柱及其材料的选择第六章机床的设计6.1床身结构的设计6.2立柱的设计6.3装配图第七章设计总结及展望7.1工作总结7.2技术展望参考文献致谢摘要环保-体型HSWEDM机床是在传统机床的基础上进行的改造，围绕环保美观使用方便，把机床的基本结构框架进行了改进，工作循环液箱体放到了床身底座里面，同时丝筒线架放到了立柱的前上方。
在布局上更加好看，并且使得污水循环不暴露在外面，从而更加环保。
由于现在电火花加工这一新技术的快速发展，同时对这种加工液的循环过滤使用提出了更高的要求。
使得我们研究人员在环保循环等领域不断的研究创新，这款机床就是能够具体体现这点的设计。
一体型HSWEDM机床，保证装夹区与上丝区同工位的线切割机床。
同时，它的设计还在不断的进行更新，希望不久的将来它能得到认可并投入生产使用。
关键词：HSWEDM；工作循环液；装夹区；上丝区；AbstractThe environmental - Body HSWEDM of the machine is on the basis of traditional machine tools transformation around the green and beautiful and easy to use, the basic framework of the machine has been improved, the the work circulating fluid box on the inside of the bed base, wire tube line stand-of before the top of the column. More attractive layout and recycled waste water is not exposed to the outside, and thus more environmentally friendly.Due to the EDM the rapid development of this new technology, the loop filter processing solution put forward higher requirements. Allows us to researchers in the field of environmental protection cycle continuous research and innovation, this machine is a concrete manifestation of this design.A Body HSWEDM machine to ensure that the clamping area and wire area with station WEDM. The same time, its design continues to be updated, I hope that in the near future, it can be recognized and put into production use.Keywords:HSWEDM;Working circulating fluid;Clamping area;On the wire area;第一章绪论1.1 电火花切割机床背景电火花线切割加工 (Wire cut Electric Discharge Machining,简称WEDM)是在电火花加工基础上于 2 0世纪 5 0年代末最早在苏联发展起来的一种新工艺 ,其基本原理是利用线状电极 (铜丝或钼丝 )作电极 ,对工件进行脉冲火花放电 ,产生微电腐蚀进行切割 ,简称线切割。
DK7732数控高速走丝电火花线切割机床及控制系统设计毕业论文
DK7732数控高速走丝电火花线切割机床及控制系统设计毕业论文一、总体方案设计（一）总体方案的拟定（1）电火花线切割机床具有定位，纵向和横向的直线插补功能；还能要求暂停，进行循环加工等，因此，数控系统选取连续控制系统。
（2）电火花线切割机床属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。
因此，进给伺服系统应采用步进电机开环控制系统。
（3）根据电火花线切割机床最大的加工尺寸，加工精度，控制速度和经济性要求，一般采用8位微机。
在8位微机中，MCS-51系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰能力强，具有很高的性能价格比。
因此，可选择MCS-51系列单片机扩展系统。
（4）根据系统的功能要求，微机控制系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器，I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器；包括光电隔离电路和步进电机驱动电路。
此外，系统中还应该包括脉冲发生电路和其他辅助电路。
（5）纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成，起传动比应满足机床所要求的。
（6）为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。
齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。
（7）采用滚动导轨可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑方法简单。
在上述方案的基础上，有条件的还可以进一步实现钼丝的角度调节，使加工过程更加细致。
（伺服系统总体方案框图如图1.1）（二）主要技术参数的确定技术参数主要包括运动参数，尺寸参数和动力参数。
DK7732电火花线切割机床的主要技术参数如下：工作台行程/mm 500x320最大切割厚度/mm 30（可调）加工表面粗糙度Ra/μm 2.5加工精度/mm 0.015切割速度/mm2/min 100切割工件最大厚度120mm加工锥度3°～60°电极丝移动速度 11m/s电极丝最大直径φ0.1～φ0.2mm图1.1 伺服系统总体方案框图二、储丝走丝部件结构设计（一）储丝走丝部件运动设计运丝机构的运动是由丝筒电机正反转得到的。
数控高速走丝电火花线切割机及控制系统开题报告新
数控高速走丝电火花线切割机及控制系统开题报告新一、设计（论文）依据及研究意义：数控高速走丝电火花线切割加工是一种直接利用电能进行加工的新工艺。
这一技术已广泛应用于加工淬火钢，不锈钢、硬质合金等难加工材料；已成为切削加工的重要补充和发展。
我们的设计的数控高速走丝电火花线切加工机床是一个改进设计，我们设计的横向纵向进给系统是用步进电机控制的，提高生产效率。
我们这次毕业设计是对大学四年专业知识的综合运用。
通过这次设计，更好的掌握了专业知识，对其也有更深入的理解，这对我们将来的工作、学习都是一个莫大的帮助，我们受益匪浅二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线)1、调查研究电火花线切割机的加工特点，确定新设计电火花线切割机的主要技术参数。
2、进行数控电火花线切割机总体方案及控制系统总体方案设计。
3、完成电火花线切割机的机械结构设计。
4、完成控制系统硬件和软件设计。
三、设计（论文）的研究重点及难点：在这次设计中，数控高速走丝电火花线切割加工机床的控制系统部分是重点，也是难点。
由于可参考的资料非常少，所学的单片机的知识有限，这也加大了我们的设计难度。
步进电机驱动电路是数控高速走丝电火花线切割加工机床的一个重点，它是通过8031芯片的扩展，经过光电耦合电路，功率放大电路驱动步进电机。
脉冲电源电路又是一个重点，也是难点。
我采用的是高低压复式脉冲电源，它是由晶体管和分立元件组成的电路，输出高低压复式脉冲，可以同时供给两个放电间隙加工，提高加工生产率。
由于时间仓促，对这部分设计还不够完善，下步工作可深入研究。
四、设计（论文）研究方法及步骤（进度安排）：研究方法：1：参考各种设计手册2：通过网络，查阅各种相关资料3：在设计过程中遇到问题向指导老师请教，直到解决问题研究步骤：1：查阅资料，选择相关书籍，写开题报告。
2：根据技术要求，确定原始参数。
3：根据原始参数，通过计算，确定大致尺寸。
4：校核计算结果，开始总体结构设计。
一种全闭环中走丝电火花线切割机床数控系统
一种全闭环中走丝电火花线切割机床数控系统曹建福;王伟【摘要】研究了中走丝电火花线切割机床脉冲放电特性,提出了一种高速数字化采样和间隙跟踪方法,同时建立了智能型放电工艺数据库,提高了切割过程放电效率.为改进切割精度和表面粗糙度,工作台运动采用了一种闭环位置控制方案,基于双平面同步插补法实现了4轴协调运动控制,并采用C补偿原理解决了多次切割控制问题.基于嵌入式操作系统,设计并实现了可视化编程与控制集成软件.实际切割实验数据显示,采用这种数控系统后,中走丝线切割机床的可靠性和加工精度有了显著提高.%In this paper, a pulse discharge characteristics of the medium-speed wire-cut electrical discharge machining (WEDM) is investigated, and a high-speed digital sampling and gap tracking method is proposed. Meanwhile, an intelligent database of the discharge technique is established to improve the discharge efficiency of the cutting process. In order to improve the cutting accuracy and surface roughness, a closed loop position control scheme is adopted during the worktable movement. The 4-axis coordinated motion control is realized based on the two planes synchronous interpolation, and the multi-cutting control problem is solved by using C compensation principle. The visual programming and control integration software is designed and implemented based on embedded operating system. Real cutting experimental data shows that the reliability and machining accuracy of the medium-speed WEDM have been improved significantly by using the proposed computer numerical control (CNC) system.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2011(000)010【总页数】6页(P25-29,36)【关键词】线切割机床;高速数字采样;高效加工;图形编程【作者】曹建福;王伟【作者单位】西安交通大学机械系统工程国家重点实验室,陕西西安710049;西安康柏自动化工程有限责任公司,陕西西安710075【正文语种】中文【中图分类】TP393往复高速走丝电火花线切割机床，由于结构简单、性价比高，在我国制造企业中被广泛使用，已成为一种必不可缺的机床。
电火花线切割机控制系统设计
摘要本文介绍电火花线切割机性能的一个设计实例，给出该测试系统的基本设计要求、总体结构及其机械与电控硬件、系统功能软件模块的设计方法，讨论该测试系统的调试和特点。
目前国内绝大多数切割机生产厂家测试都是沿用传统的测试方法，其测试精度低、误差大、效率低、数据不能存贮，给产品质量追溯带来很大的不便。
而国外发达国家的生产厂家已经把微机引入到这一领域。
近几年来国内几家大型企业也陆续引进了此类设备，但价格昂贵，因此，在我国研制性能稳定、测试精度高测试系统，是一件很有意义而又迫切的工作。
关键词：电火花线切割机测试系统AbstractThis paper introduced a design example of the computer control test system of automobile altemator performance．It advanced the basic design demand and master structure of this test system ，and the design method of its mechanical and electric control hardware and of systernatic function software pattern plate，and discussed the debug and features of this test system，This test system having been put into trial operation，the results of its performance test conducted by the quality testing depanment of the concerned factory have proved that every technical performance index of this test system can compare favourable with that of the import equipment，thus solving such problems as low precision and inefficiency,and no data storage and so an existing in the traditional testing method of automobile generator performance.Keywords：automobile alternating current generator performance the computer control test system.目录第 1 章概论 (1)1.1电火花线切割机设计 (1)1.2电火花线切割机切割的发展 (2)1.3切割机床的机械结构 (2)第 2 章方案论证 (4)2.1数控的基本概念 (4)2.1.1 数控的概念 (4)2.1.2 微机数控系统的组成 (5)2.1.3 微机数控系统的分类 (6)2.2步进惦记的工作方式和控制 (7)第3章微机数控系统 (13)3.18031单片机的主要性能特点 (13)3.28031内部的总体结构 (15)3.38031引脚描述 (16)第4章接口及显示电路 (18)4.1可编程8279键盘/显示器接口 (18)4.2并行接口8155线路 (23)第5章位置监测系统 (27)5.1光栅式传感器 (27)5.1.1 光栅式传感器的原理和特性 (27)5.1.2 光栅传感器 (28)5.1.3 直线位移光栅检测装置 (28)5.2可编程定时/计数器8253 (29)5.2.1 8253的主要功能 (29)5.2.2 8253逻辑框图 (29)5.2.3 8253引脚信号定义 (31)5.2.4 8253编程命令字和工作方式 (31)总结 (50)致谢 (51)参考文献 (52)附录1：电火花切割机控制系统原理图 (53)附录2：电火花线切割机控制系统设计程序清单 (54)长春工业大学人文信息学院毕业设计（论文）第 1 章概论1.1 电火花线切割机设计以下为本切割机技术指标及特点：一加工工件的最大尺寸：1 自动加工：10米*2.3米2 手动加工：12米*2.3米二加工轨迹：任意平面曲线及直线三加工精度1 轮廓线：±0.01毫米2 圆弧随圆度：±0.02毫米四计算机脉冲当量：0.001毫米五切割速度：2m/min六切口光洁度七辅助设备设施1，紧急停车和解除 2，中停和启动 3，越位保护4，计算机逆运算 5，齿隙补偿6，坐标变换（同一程序可在八个不同角度加工）7，割嘴手动升降八抗干扰性能九切割工件最大厚度：60毫米十手轮没转合面横，纵移动量：0.02毫米。
电火花线切割机运动控制系统的设计与研究的开题报告
电火花线切割机运动控制系统的设计与研究的开题报告一、选题背景电火花线切割机技术是一种利用电化学原理进行切割的高精度切割技术，广泛应用于航空、汽车、机械、电子等制造行业的工业生产过程中。
其技术优势体现在精度高、切割效率高、切割面光洁无毛刺、可以进行三维复杂形状切割等方面。
在机械制造和精密加工领域中，以此为主要的加工手段提高了制造质量和效率。
电火花线切割机运动控制系统是电火花线切割机的重要组成部分，它通过控制运动轨迹、速度、加速度等参数来实现加工工件的高精度切割。
然而当前电火花线切割机运动控制系统存在着一些缺陷，比如精度不够高、运动速度慢、稳定性差等。
因此，为了提高电火花线切割机的切割精度和工作效率，设计和研究一种更加高效、准确、稳定的运动控制系统变得非常必要和迫切。
二、研究目的和意义本研究旨在通过对电火花线切割机运动控制系统的设计和研究，实现对电火花线切割机的运动控制的高精度、高速、高稳定的控制，提高电火花线切割机的加工精度和工作效率，实现对工艺技术的提升，减少工业生产中因加工导致的废料和人力浪费，提高生产效率，降低了生产成本，推动了我国制造业的发展。
三、研究内容1.电火花线切割机运动控制系统的分析研究。
2.基于单片机和动态分时控制技术的电火花线切割机运动控制系统电路的设计。
3.电火花线切割机运动控制系统的控制算法的设计与优化。
4.电火花线切割机的运动控制系统进行仿真模拟，模拟控制系统的工作状态。
四、研究方法本研究采用文献资料查阅法、理论分析法、仿真模拟与实验研究等多种研究方法相结合，以单片机和动态分时控制技术为基础，通过对电火花线切割机运动控制系统的分析研究、控制算法的设计与优化、电路设计与实现等方面展开深入研究。
五、预期结果本研究通过设计和研究更高效、准确、稳定的电火花线切割机运动控制系统，将提高切割精度和工作效率，推进工艺技术和制造业的进步，减少生产成本，提高生产效率和产品质量，并在实现电火花线切割机智能化控制方面取得显著成果。
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研 究 与 探 讨 Ｒｅｓ ｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｉｓ ｃｕｓ ｓ ｉｏｎ
2.1 储丝机构 储丝机构主要由储丝筒、齿轮副、导轨、滚珠
丝杠副、换向装置及绝缘体等部分组成 （见图 2）。 储丝筒是电极丝平稳移动和整齐排绕的关键部件之 一，为了进一步减少转动惯量，可以选用铝镁合金 材料制造。储丝筒壁厚要均匀，工作表面要有较好 的表面粗糙度，为保证储丝筒组合件动态平衡，应 严格控制内孔、外圆对支撑部分的同轴度。
储丝走丝机构的作用是使电极丝按一定的速度 （5~12 m/s） 做往复运动，并将电极丝整齐地缠绕 在储丝筒上。坐标工作台是用来装夹被加工的工 件，并接受控制系统发出的进给信号，主要由导 轨、滚珠丝杠副、步进电机等组成。电火花线切割
图 １ 电火花线切割机床总体图
机床属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的 前提下，简化结构，降低成本。进给伺服系统采用 步进电机开环控制系统，为了保证进给伺服系统的 传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚 珠丝杠螺母副，并采用双螺母螺纹式预紧，以提高 传动刚度和消除间隙。采用滚动导轨，灵敏度高， 摩擦系数小，定位精度高，可以减少导轨间的摩擦 阻力，便于工作台实现精确定位装置。根据电火花 线切割机床最大的加工尺寸、加工精度和控制速度 要求，一般采用 8 位微机。在 8 位微机中，MCS-51 系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速 度快和抗干扰能力强等优点。因此，MCS-51 系列 单片机扩展系统以其优越性能、成熟的技术成为单 片机应用领域中主流机型。 ２ 储丝走丝系统设计
文章编号：1674-9146（2012）12－0055－02
讨 Ｒｅｓ ｅａｒｃｈ ａｎｄ Ｄｉｓ ｃｕｓ ｓ ｉｏｎ 研 究 与 探
电火花线切割机床及控制系统
总体设计
穆临平
Байду номын сангаас（太原理工大学，山西 太原 030024）
摘 要：对数控高速走丝电火花线切割机床及控制系统进行总体设计，其中机械部分设计包括机床的总体布局设计， 横向进给机构、纵向进给机构设计，控制系统部分进行了硬件电路的设计，完成了电气原理图。 关键词：电火花线切割；控制系统；步进电机；脉冲电源 中图分类号：TP273 文献标志码：A ＤＯＩ：10.3969/j.issn.1674-9146.2012.12.055
而发展高速走丝线切割机床的策略是以拥有良 好的性价比为基础，适当地提高机床的加工精度， 增加机床加工功能，从而增强企业在市场的竞争力。 １ 总体方案设计
本文所设计的电火花线切割机床由储丝走丝机 构、坐标工作台、控制系统、床身、脉冲电源及工 作液系统等 6 大部分组成。这里主要进行了储丝走 丝系统设计、进给传动系统设计、控制系统设计。 图 1 为电火花线切割机床总体图。
图 ３ 进给结构图
用滚动导轨，可使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为 滚动摩擦，大大降低二者之间的运动摩擦阻力。螺 杆的支承形式采用两端固定形式支承，支承方式采 用双推—双推式。 ４ 控制系统设计
控制系统硬件电路设计采用 MCS-51 系列单片 机作为控制系统，此系列单片机的所有产品含有 8051 除程序存储器外的基本硬件，都是在 8051 的 基础上增减部分资源程序存储器、数据存储器、I/O 口 、 定 时/计 数 器 及 一 些 其 他 特 殊 部 件 。 而 我 们 采 用 8031 单片机是可寻址 64 KB 字节程序存储器和 64 KB 字节数据存储器，由于其内部没有程序存储 器，只能使用外接 EPROM 电路作为程序存储器。 但是以 8031 单片机为核心的控制系统必须扩展程 序存储器，以用来存放控制程序，虽然单片机内部 的存储器容量较小，但需要扩展数据存储器、输入 和输出接口芯片。步进电机控制电路的设计，步进 电机的驱动方式是采用高低压驱动，当步进电机移 步时，应加额定或超过额定值的电压，以便在较大 的电流驱动下，使电机快速移动；当步进电机锁步 时，应加低于额定值的电压，使电机绕组流过锁步 所需的电流值。这样，既可以减少限流电阻的功率 消耗，又可以提高电机的运行速度。
伺服系统机械部分设计计算内容包括确定系统 的负载、确定系统脉冲当量、运动部件惯量计算、 空载起动及切削力矩机计算、确定伺服电机、绘制 机械部分装配图及零件工作图等。本次设计的 2 个 进给方向类似，只取一个进行计算校核。总体结构 设计见图 3。
通过对滚珠丝杠载荷的计算及相关因素的分析 对滚珠丝杠进行选型和校核。通过脉冲当量的选 定，根据步距角和距频特性选择电动机并校核。选
电火花加工是特种加工技术中最重要的部分之 一，是与机械加工性质完全不同的一种新工艺、新 技术。机械加工是用比工件材料硬的刀具去切除工 件上多余的部分，来得到成品零件的。但随着工业 生产的发展和科学技术的进步，具有高硬度、高强 度、高黏性和高纯度等性能的新材料不断出现，具 有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多， 仍然采用单独机械加工方法，有时是难以加工甚至 无法加工的。电火花加工方法能够适应生产发展的 需要，并在应用中显出很多优异的性能，因此得到 了迅速发展和日益广泛的应用［１－３］。
该系统由储丝机构和走丝机构组成。
收稿日期：2012－10－17；修回日期：2012－11－17 作者简介：穆临平（1968-），男，山西平定人，硕士，主要从事机电一体化研究，E-mail：zhangxiaojun@。
科技创新与生产力
２０１２年 １２ 月 总第 ２２７ 期 - 055 -
图 ２ 储丝机构结构图
联轴器应选用弹性柱销联轴器，其不仅结构简 单、惯性力矩小、换向较平稳、无金属撞击声，还 可以减少对储丝筒中心轴的冲击。导轨选用三角 形、矩形组合式导轨，丝杠副采用双螺母螺纹式预 紧以消除轴向间隙。 2.2 走丝机构
走丝机构设计包括线架及导轮部件设计。线架 的主要功用是当电极丝按给定线速度运动时，对电 极丝起到支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台 平面保持一定的几何角度。本线架结构在功能上采 用升降式，结构上采用悬臂式。 ３ 进给传动系统设计