第3章数控高速走丝线切割

(4) 齿隙补偿功能。 (5) 回退功能。 (6) 具有对加工暂态随时检查的功能以及逆向加工 功能。
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图3-6 控制系统面板
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2． PC机控制的系统 图3-7所示为一DK7725EJ型高速走丝线切割机床的 软件系统控制面板， 采用486以上微机， 编程、 控制 为一体。 系统具有如下特点：
对于斜线与圆弧， 其格式通常是： B JX B JY B J G Zn
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2020/11/26
第3章数控高速走丝线切割
3.1 线切割机床加工概述
3.1.1 电火花线切割机床的分类 (1) 按控制方式分:有靠模仿形控制的、 光电跟踪控
制的、 数字程序控制的线切割机床等。 (2) 按加工特点分:有大、 中、 小型以及普通直壁
切割型与锥度切割型。 (3) 按走丝速度分:有高速走丝方式和低速走丝方式
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3.1.2 数控电火花线切割机床的主要技术参数 表3-1为国家已颁布的《电火花线切割机床参数》
(GB 7925—87)标准。
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表3-1 电火花线切割机床参数(GB 7925—87)
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图3-7 基于PC的软件系统控制面板
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3.2.6 机床技术性能 数控高速走丝线切割机床可用于加工各种由圆弧
和直线构成的图形形状的冲裁模中的各种模板零件、 型腔模中的通孔零件或镶件、 新产品试制零件、 成形 刀具、 样板、 卡规、 凸轮等， 可用圆弧或直线来近 似加工由其他曲线构成图形的零件， 如摆线、 渐开线 齿轮等。 特别是可以通过控制改变线径补偿的方法来 先后加工出具有配合要求的模具零件。 高速走丝线切 割机床的主要技术性能指标如表3-3所示。
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平行轴线： 经假想平移后， 与坐标轴重合的直线 段， 即图形中与原始X、 Y坐标轴方向平行的直线段。 无论该线平行于哪根轴， 都按JX=JY=0处理。
斜线： 指图形中， 与X、 Y坐标轴方向夹角都不 为0的直线。 此时， JX=|X|， JY=|Y|。
圆弧： 先将坐标原点假想地移到该圆弧的圆心上， 若 圆 弧 起 点 与 终 点 在 该 坐 标 系 中 的 坐 标 分 别 为 (X1 ， Y1)和(X2， Y2)， 则JX=|X1|， JY=|Y1|。
圆弧段加工指令根据从起点到终点的圆弧加工走向 有顺圆和逆圆之分。
顺圆： 根据圆弧起点所处的象限有SR1、 SR2、 SR3、 SR4四种指令。
逆圆： 根据圆弧起点所处的象限有NR1、 NR2、 NR3、 NR4四种指令。
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程序书写时， 对平行轴线， 其格式通常是： B B B J G Zn
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第3章数控高速走丝线切割来自数控电火花线切割机床的主要技术参数包括： 工 作台行程(纵向行程和横向行程)、 最大切割厚度、 加 工表面粗糙度、 加工精度、 切割速度以及数控系统的 控制功能等。 表3-2为DK77系列数控电火花线切割机 床的主要型号及技术参数。
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表3-3 高速走丝线切割机床的主要技术性能指标
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3.3 编程规则与程序输入
3.3.1 程序编制规则 高速走丝线切割机床用的3B程序格式为： B JX B JY B J G Zn
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1． 编程坐标系的建立 尽管对3B格式程序来说， 程序中的数据与坐标原 点所处的位置无关， 但其总的坐标轴方向应该是确定 不变的， 否则将无法放置到机床上。 2． 基本坐标计数的确定 直线： 应先将坐标原点假想地移到该线段的起点 上， 求得线段终点在该假想坐标系中的坐标值(X， Y)。
的线切割机床。
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我 国 机 床 型 号 的 编 制 是 根 据 JB/T 7445.1—1994 《特种加工机床:种类划分》和JB/T 7445.2—1998《特 种加工机床:型号编制方法》的规定进行的。
机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成， 它 表示机床的类别、 特性和基本参数。例如， 数控电火 花线切割机床型号DK7725的含义如下:
动导轨结构。 有的机床采用交叉滚柱代替滚珠。 滚动 导轨形式如图3-4所示。
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图3-4 工作台导轨的结构形式
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若因安装或使用中变形等原因， 丝杠与螺母的螺 纹间有了间隙， 则当丝杠的转动方向改变时， 螺母不 能立即随之改变移动方向， 只有当丝杠转过某一角度 后， 螺母才开始随着移动。 这样丝杠便有了一段没有 产生传动效果的空行程。 此时因系统照样在进行转角 计数， 但实际上并没有产生有效移动， 因此直接造成 了机床的加工误差， 即空程误差。 消除空程误差的方 法是尽量减小这个间隙。 比如可采用弹性螺母径向调 节法来消除间隙。 如图3-5所示， 将螺母一端的外表 面加工成圆锥形， 并在其径向开四条窄槽， 使螺母在 径向收缩时带有弹性。
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3． 主计数轴与主计数长度的确定
直线： 先假想地将坐标系原点移到该线段的起点 上， 再看线段终点所处的位置， 按图3-8(a)所示以 45°的线分界。 在阴影区内时， 主计数轴为GX； 在 非阴影区内时， 主计数轴为GY。 亦即在假想坐标系 里终点坐标X和Y值中哪个大， 则哪个轴即为主计数轴 (当终点刚好在45°线上时， 从理论上讲， 应该是在 插补运算加工过程中最后一步走的是哪个轴， 就取该 轴作主计数轴。
(3) 用手摇柄操作贮丝筒后， 应及时将手摇柄拔出， 防止贮丝筒转动时将摇柄甩出伤人。
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(4) 正式加工工件之前， 应确认工件位置已安装正 确， 防止碰撞丝架和因超程撞坏丝杠、 螺母等传动部件。
(5) 开始切割时， 先开贮丝筒， 再开工作液， 最后 开脉冲电源。
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因此， 1、 3象限取GY， 2、 4象限取GX)。 相应地， 主计数长度即为终点在该主计数轴上的坐标值。 若线 段终点在该假想坐标系中的坐标为(X， Y)， 则：
|X|＞|Y|时， 记为GX， J=|X|； |Y|＞|X|时， 记为GY， J=|Y|。 此规则同样适于平行轴线。
负极相接。 (3) 导轮与丝架之间必须有良好的绝缘， 防止导轮
或支承轴承产生电蚀现象。 (4) 上下导轮的轴线应平行， 否则会使上下导轮产
生单边磨损。
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图3-3 可调式丝架结构示意图
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3.2.3 工作台 为了使工作台阻力小、 运动灵活， 一般都采用滚
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图3-1 用PC机控制的高速走丝线切割机床
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3.2.1 走丝机构 走丝机构的功用， 一方面使电极丝来回快速走丝，
另一方面把电极丝整齐地来回排绕在贮丝筒上， 如图32所示。 走丝机构有如下特点：
(1) 贮丝筒组合件旋转时， 其径向跳动小于0.02 mm， 否则可能引起电极丝抖动， 出现断丝现象。
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4． 加工指令 同样地， 直线时将坐标原点移到线段起点上， 圆 弧时将坐标原点移到圆心上， 再进行如图3-10所示的 判断。
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图3-10 加工指令的确定
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直线： 根据直线终点所处的象限有L1、 L2、 L3、 L4四种指令。
(1) 上下异形面， 大锥度工件加工。 (2) 双CPU结构， 编程控制一体化， 加工时可同机 编程。
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(3) 放电状态波形显示， 自动跟踪， 无需变频调节。 (4) 支持ISO、 3B代码方式控制。 (5) 加工轨迹实时跟踪显示工件轮廓三维造型。 (6) 屏幕控制台方式， 全部操作均用鼠标实现， 方便直观。 (7) 现场数据停电记忆， 上电恢复， 无需维护。 (8) 绘图式(YH)线切割自动编程系统。
(4) 为了循环使用电极丝， 必须要让贮丝筒能自动 正反转换向。
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图3-2 循环走丝机构
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3.2.2 丝架 丝架应满足如下要求： (1) 有足够的刚度和强度， 确保电极丝来回高速走
丝时， 丝架头部应没有向上或向下的变形现象。 (2) 丝架上装有导电装置， 使电极丝与高频电源的
(2) 为了保证贮丝筒上整齐排绕电极丝， 不出现叠 丝现象， 在贮丝筒组合件转动时， 必须让贮丝筒作相应 的轴向位移， 且轴向位移应平稳和轻便。
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(3) 贮丝筒组合件由三相四极交流马达通过弹性联 轴节直接带动， 保证电极丝走速为8～10 m/s。 采用弹 性联轴节可以减缓因走丝换向带给贮丝筒的冲击。
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图3-8 主计数轴的确定
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图3-9 计数长度的确定
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圆弧： 同样将坐标原点假想地移到该圆弧的圆心 上， 看圆弧终点所处的位置， 同样按图3-8(b)所示以 45°的线分界。 在阴影区内时， 主计数轴为GX; 在非 阴影区内时， 主计数轴为GY。 而圆弧段的主计数长 度则为在主计数轴方向上， 从圆弧起点到圆弧终点所 走过的总的投影长度， 如图3-9所示。
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图3-5 弹性预紧螺母
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3.2.4 机床本体 床身台面用于固定走丝机构、 丝架和工作台， 里
面安装高频脉冲电源、 工作液循环装置和机床电器等。 为了减少热源， 提高精度， 有的厂家把机床电器放置 在床身之外。 床身的面板上安装操作必须的按钮开关、 旋钮和电流表等。
表3-2 DK77系列数控电火花线切割机床的主要型号及技术参数
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3.1.3 线切割加工的安全技术规程 (1) 操作者必须熟悉线切割机床的操作技术， 开机
前应按设备润滑要求， 对机床有关部位注油润滑。
(2) 操作者必须熟悉线切割加工工艺， 恰当地选取 加工参数， 按规定操作顺序操作， 防止造成短路、 断 丝等故障。
(6) 尽量消除工件的残余应力， 防止切割过程中工 件爆裂伤人。
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(7) 在检修机床、 机床电器、 脉冲电源、 控制系 统时， 应注意适当地切断电源， 防止触电和损坏电路 器件。
(8) 定期检查机床的保护接地是否可靠， 注意各部 位是否漏电。
(9) 一旦发生因电器短路造成火灾时， 应首先切断 电源， 立即用合适的灭火器灭火， 不准用水救火。
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3.2.5 控制系统 1． 单片微机控制系统 图3-6所示是采用单片微机控制的高速走丝线切割
机床的控制面板。 这类控制系统一般具有如下功能： (1) 程序输入。 (2) 具有图形缩放、 象限变换及对称加工的功能。 (3) 电极丝偏移功能。
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(10) 停机时， 与开始切割时操作顺序相反， 应先 停高频脉冲电源， 后停工作液， 让电极丝运行一段时 间， 并等贮丝筒换向后再停走丝。
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3.2 机床结构组成与性能
数控高速走丝线切割机床一般由数控装置、 机床 本体、 供液系统、 走丝机构、 工作台、 高频脉冲电 源等组成。 图3-1所示是用PC机控制的DK7725EJ数控 高速走丝线切割机床。