面向线切割机床往复走丝型动态误差补偿技术的研究

面向线切割机床（往复走丝型）动态误差补偿技术的研究

王永韦，雷玉勇，郭宗环，陈林

（西华大学机械工程与自动化学院，四川成都610039）

来稿日期：2012-03-14

基金项目：四川省教育厅项目资助（09ZZ030/09ZB085/09ZA116）

作者简介：王永韦，（1986-），男，河北石家庄人硕士研究生，主要研究方向：水射流特种加工技术；雷玉勇，（1962-），男，四川盐亭人，教授，工学博士，主要从事水射流技术及特殊精密加工研究

1引言

电火花线切割加工过程中不仅需要控制线切割的工艺参数（如脉冲宽度、脉冲间隙、开路电压、放电波形等），同时还需要控制工作台在平面的运动轨迹，使得电极丝保持较高的位置精度。因此，线切割加工工件的质量受机床的加工工艺参数、数控系统、机床特性等多个因素的影响。而两轴联动的定位精度是影响工件加工质量的关键因素。对于现有的线切割机床，数控系统的性能决定了机床的加工精度和加工质量。

在现代化工业生产过程中，交流伺服控制系统广泛应用于实际加工制造生产中，是数控机床重要的组成部分。伺服系统可以说是是数控系统和机床之间的“纽带”。而伺服系统的性能直接关系到整台机床加工工件时的稳定性，工作精度，机床的动态响应等。电火花线切割机床（往复走丝型）加工工件过程中，特别是在加工较复杂的图形时，伺服系统一直处在不断的加速减速状态，误差累积扩大，进而影响到被加工件的切割质量。因此，为保证其进行精密加工，电火花线切割机床（往复走丝型）伺服轴精确跟踪指令的能力发挥着非常重要的作用。随着我国工业向高技术

产业、高精度装备制造业等方向的飞速发展，先前的伺服控制系统已经很难满足当今工业生产的需求。开环控制系统逐步淘汰，用闭环控制弥补开环控制的不足，成为当前新型数控机床的主要发展方向。设计了一套基于MPC2810运动控制器的开放式数控系统，利用MPC2810运动控制器的误差补偿功能，对工作平台的定位误差进行实时的误差补偿，使得工作平台获得较高的定位精度，从而满足电火花线切割精密加工的要求。

2MPC2810运动控制器

MPC2810运动控制器是由乐创自动化技术有限公司自主研发生产的运动控制器，其基于PC 机，一卡可以控制四轴的步进电机或伺服（数字式）电机。多于四轴的运动控制系统利用多卡可共同开发。MPC2810运动控制器主机为IBM-PC 及其兼容机，上位控制单元由基于PCI 总线的步进电机或伺服（数字式）电机组成。其控制结构为：PC 机主要完成人机交互界面的管理，实时进行监控；MPC2810运动控制器则完成运动控制的所有细节，例如圆弧和直线的插补、自动升降速的处理、脉冲和方向信号的输出等信号的检测。MPC2810运动控制器配备功能强大，可以轻松地

摘

要：为了提高电火花线切割机床（往复走丝型）的加工精度与表面质量，缩小往复走丝型和单向走丝型机床之间在零

件加工精度和加工表面质量的差异，消除由于工作台运动时轴定位引起的加工误差所形成的误差，设计了一套基于MPC2810运动控制器的控制系统。利用MPC2810运动控制器对交流伺服电机进行速度环的半闭环控制，位置环的全闭环控制，使得伺服系统获得较高的定位精度，满足电火花线切割加工的要求。利用MPC2810的软件补偿功能，在不改造机床硬件设备的情况下，使得电火花线切割机床（往复走丝型）加工精度和加工质量明显提高。关键词：电火花线切割；交流伺服；MPC2810；误差补偿中图分类号：TH16；TG484

文献标识码：A

文章编号：1001-3997（2013）01-0237-03

Study on Error Dynamic Compensation Technology for CS-WEDM

WANG Yong-wei ，LEI Yu-yong ，GUO Zong-huan ，CHEN Lin

（School of Mechanical Engineering &Automation ，Xihua University ，Sichuan Chengdu 610039，China ）

Abstract ：In order to improve the accuracy of machining parts and surface quality by CS-WEDM ，and reduce the reciprocating wire type and unidirectional traveling wire type difference between the wire-type machine tools in the machining accuracy and surface quality ，and eliminate machining errors due to position accuracy of linkage axis ，a control system based on MPC2810motion controller was designed.A stepper servo system with speed semi -closed loop and position with closed loop was controlled using the positioning error compensation function of MPC2810.Consequently the servo system with higher positioning accuracy was obtained.It meets the requirements of CS-WEDM precision processing.The experiments show that the positioning accuracy of servo system is effectively improved using MPC2810software compensation function.Further more the accuracy and surface quality of machining parts by CS-WEDM is also improved.Key Words ：WEDM ；Servo System ；MPC2810；Error Compensation

Machinery Design ＆Manufacture

机械设计与制造

第1期

2013年1月

237