数控线切割高频脉冲电源故障的诊断与维修

数控线切割高频脉冲电源故障的诊断与维修

【摘要】本文介绍了数控线切割机床在使用过程中经常出现的高频脉冲电源故障，分析了各种相关故障出现的原因，并针对不同的故障原因给出了相应的排除方法。

【关键词】高频脉冲电源;时基振荡电路;短路

数控线切割机床采用电极丝（钼丝、钨钼丝等）作为工具电极，在脉冲电源的作用下，工具电极和加工工件之间形成火花放电，火花通道瞬间产生大量的热，使工件表面熔化甚至汽化，再经过数控系统控制轴运动来进行加工工件的设备。

在线切割机床常见故障中与高频脉冲电源部分相关的故障出现较多且较难维修。本文结合生产实践针对数控线切割机床高频脉冲电源常出现的故障的诊断与排除进行了分析和论述。

1.高频脉冲电源的功能及特点

数控线切割机床由工作台、走丝机构、供液系统、脉冲电源、数控系统等组成。脉冲电源是产生脉冲电流的能源装置。线切割脉冲电源是影响线切割加工工艺指标最关键的设备之一。为了满足切割加工条件和工艺指标，对脉冲电源的要求为：较大的峰值电流，脉冲宽度要窄，要有较高的脉冲频率，线电极的损耗要小，参数设定方便。

2.数控线切割机床与高频脉冲电源相关的故障

高频部分故障可以根据故障现象总结为四种类型，分别为：无高频;高频处于短路状态;丝筒换向时高频不断;高频电流过大钼丝烧丝。下面就针对这四种情况分别进行分析。

2.1 无高频输出

该故障现象的诊断应该按照从机床外围到内部电路的顺序逐步排查。首先检查电压表显示有无电压产生，如果有电压却没有电流，则考虑放电回路断路，如电极线接触不良，保险管熔断等。如果显示没有电压，则首先应检查电源电压是否正常，如正常，可考虑断高频控制电路未接通或是高频电源板故障。具体诊断方法如下：

断高频控制线路未接通可能是中间继电器线圈故障，或继电器的常开触点接触不良，即接线端子之间开路。此故障可以通过在丝筒运转时按下高频电源箱上的高频按钮，如果钼丝与工件之间有火花产生，则为断高频控制线故障，否则为高频电源控制板故障。

如果诊断为高频电源控制板故障，则需要进一步维修该电路板，维修高频电源控制板首先需要了解该电路板的工作原理：

高频电源由脉宽调节电路、间隔调节电路、时基振荡电路、断高频控制电路、功放推动级、功率放大电路、直流电源等部分组成（如图1所示）。

其中时基振荡电路由555及周围电路组成，产生高频脉冲方波，晶体振荡电路是高频电源的核心部分;断高频控制电路控制信号的输出;功放板采用IRF630作为功率输出管，把信号放大后加到钼丝上，从而可以进行产品加工。

图1 高频脉冲电源框图

所以在排除外围故障还没有高频情况下，首先要检查时基振荡电路是否有脉冲方波发生，具体方法是通电情况下查看振荡板中的发光二极管是否点亮。

如果二极管亮，应检查整理电源电路中的滤波电容两端电压是否有正常的+100V。如不正常，这时检查变压器交流电压供电是否正常。

如果发光二极管不亮，则按下测试开关，按下后还是不亮，说明振荡电路板有故障，检查12V直流电源电路中的三端稳压器是否有12V电源输出。

如没有，检查电源部分故障，如有，可以用示波器检查555振荡电路和功放推动级电路的输出是否有高频脉冲信号，哪一级没有就检查哪一级电路，然后更换相应的故障元件来修复电路板。

2.2 高频处于短路状态

此故障的排除方法与无高频故障相似，不再重复阐述。只不过此故障在开始加工时会出现加工回退现象，一般是由于钼丝与工件之间短路造成的。

2.3 丝筒换向时高频不断

这个故障首先要检查储丝筒换向断高频继电器的开关，让储丝筒运行，看换向断高频继电器是否吸合，换向时是否断开，若不动作，则是机床控制换向断高频线路有故障，应检查换向断高频机床线路，从而排除故障;如果由于换向开关故障使断高频继电器线圈换向时未断电，也会造成该故障现象，有时会因为接线端子短路造成。

2.4 高频电流大钼丝烧丝。

此故障要首先检查功率推动级电路中的集成电路4096是否被烧坏出现短路，4096损坏则需要更换，如果正常则检查高频功放部分电路板，用万用表电阻挡逐个对比检查功放管，找到击穿的功放管进行更换。若暂时无功放管，则关掉该功放管开关，仍可使用，因为多个功放管是并联的，不影响电路正常工作，

只是少一个管在加工厚工件时会因为放电电流减小而影响加工速度。

3.结论

数控线切割机床在我国目前的制造业企业中应用比较广泛，而且由于其本身电腐蚀的作用往往加工环境比较恶劣，从而造成该类机床在使用过程中故障率较高。在针对各种不同故障现象进行诊断时，应该本着从外到内，先机械后电气，先简单后复杂，先理论后实践的原则。希望本文介绍的内容能够给初学者提供一些参考。