《高速走丝 电火花线切割机 电气原理与维修》说明汇集

莫操君著：
《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》
说明汇集
2009年8月2日
注：本文档用WPS编制。

《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》特点：
写自己有感受的，避免通常资料上已有的，不使用未得到授权的（整体资料），故缺乏整机电路，略显遗憾。

强调安全第一，鼓励经验总结，提倡分析笔记，个人发挥创意——开卷有益！
参考文献说明：
参考文献[22]的网址已变，现IREX SPLC的网址是：/同样，该书提供的其他网址，仅表示参考资料当时的出处。

目录
第1章基本脉络（4）
第2章细谈《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》（12）
第3章名词警语（28）
第4章小议小叙（34）
第5章部分内容简析（48）
第6章使用技巧、维修与思考题（56）
第7章索引与勘误表（第1版）（67）
第8章书与书评及回复（76）
第9章发展概况（83）
附录：快走丝机工作原理示意图（87）
谨以本汇集，
感谢《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》的读者朋友们！谢谢！
祝生活顺心、工作愉快！
莫操君
2009年8月
第1章基本脉络
1.1 编写提纲及原前言
1.1.1 编写提纲
1．简介
第1章原理构成轻轻过同根相生慢走丝
第2章功能联系话电气数控添翼是重头
第3章运丝换向给信号机床电路式样多
第4章脉冲电源供能量火花间隙效率高
第5章取样变频是关键牵手搭桥有文章
第6章步进电机需驱动控制系统何等闲
第7章旧貌新颜好气象机电和谐气运长
第8章设备现象巧判断齐心协力保机床
第9章前事之师细领悟东风俱备好名扬
附录A 谦虚谨慎爱学习维护维修待参详
附录B 逻辑识图是基本概念记牢要分明
2．提纲
（1）第1章概述了线电极电火花加工的工作原理、线切割机床的基本构成；也对慢走丝线切割作了必要的提及。

（2）第2章简明介绍了电气系统各组成部分的功能、相互间的联系及联接关系；对数控系统的情况，作了重点描述。

（3）第3章机床电路的主要功能是控制运丝电机的正反向运转、并提供换向信号给控制台，其关键是要配合运丝机构作好换向时的处理。

常见的机床电路为继电控制型，也有采用无触点开关的。

换向信号获取（行程开关、水银开关等）的不同，控制电路亦有所区别；还有控制方式及电机的差异，使得电路多种多样。

（4）第4章脉冲电源性能的好坏，是影响机床性能的重要因素，它直接关系到切割效率、工件表面质量、电极丝损耗等指标。

脉冲电源的负载是是火花间隙，具有负阻特性，所以决定了脉冲电源电路的独特性；发展到今天，脉冲电源的功放管已普遍采用了VMOS管。

（5）第5章初接触维修的人，一般不会太注意取样电路；其实，要提高机床的整体性能，它大有文章可做。

变频电路也是影响机床切割效率、加工稳定性的关键因素；所以对其电路作一番深入的探讨，有助于在电气维修、电气改造中准确地把握问题的实质。

（6）第6章本章对控制台的具体电路不作详细介绍，重点从维修的角度分析电路结构，介绍故障的判断和处理方法（控制台的主电路部分也很少出问题）。

对于步进电机驱动电路，其作用是把控制台的控制信号放大；由于它功耗较大，加上是感性负载，处理不好就容易发生故障。

（7）第7章由于电气技术的发展较快，及为了减少维修停机时间和恢复、
提高性能，用户常会要求改造电气系统。

改造中可分别不同情况采用不同方案，同时必须注意机械部分的性能，改造后的效果应达到用户的预期要求。

（8）第8章用户对机床保养得好，看起来舒适，也有利于保持机器性能、提高工作效率；一个熟练的操作工，常能准确地描述故障现象，判断出故障的部位和大致原因，给维修工作带来许多方便，减少了停机时间。

因此，机床操作工有必要掌握基本的电气知识和常见故障的判别知识，熟悉所使用的机床。

（9）第9章多了解一些维修实例，遇到同类问题时有利于比照、参考，以迅速判断、处理故障问题。

并且，往往能从维修中更透彻地理解电路原理，为以后的维修积累更多的知识。

（10）附录A 一个合格的维修人员，不但要努力获取知识、取得经验，还必须注意个人修养，工作中要善于思考，勤于总结方法，注重提高分析问题和解决问题能力。

另外，还对维修的一般规则作了介绍。

（11）附录B 作为一个电气工作者，识图是基本技能；逻辑图（数字电路），是我们工作中不可避免要遇到的。

本节整理了逻辑图的一些基本概念，有助于我们设计、整理、理解数字电路。

（本资料，未注明者，指2007年1月第1版书，下同）
（原文见“金书博客”，“线切割电气原理”编写提纲：
/publog/user1/339/archives/2007/1033.shtml）
1.1.2 原前言
1．因由
随着生产的发展和技术的进步，高速走丝线切割加工日益普及，其中量大面广者仍为普通机床。

而其电气系统，虽然不失一般机床电气的共性，却因为电火花加工的特殊性、加上线切割工作电极的独特性，使得它又表现出了鲜明的个性——看起来平淡无奇的一个电路，说不定却隐藏着某种奥妙。

因此，一个初接触线切割机床维修的电工，如果缺乏基本的资料，则往往需要摸索一段较长的时间、甚至要走一些弯路，才能熟悉电路的特性。

所以，笔者自1988年刚开始接触线切割机维修时，就渴望能找到一本专门谈线切割电气维修的书。

但许多年过去，可能是囿于视野，却未找到这样的资料。

另一方面，工作中积累的一点经验，往往随着时间的推移、工作内容的变化而渐渐淡忘。

有时不免会想，如果能把这些经验整理出来，从而对他人有点参考或启发作用，则是一件非常值得高兴的事。

正巧，因为近年来1990年的腰椎工伤（未备案）恶化，而不能从事正常的工作，所以就觉得有时间来完成这项工作。

2．风格
由于笔者曾从事了相当长的电气维修工作，所以自然会以一个基层电气工作者的眼光看问题。

首先的构想是，以线切割为例，而谈机床电气维修的方法，强
调实例、实用、分析、提高，以对其它电路的分析和处理亦有所助益。

也就是，以简单的实例，来介绍如何整理电路；以实用为目的，去了解具体的结构；以故障的处理分析，来总结梳理经验；同时，把精力集中到对一般方法的把握上，以利举一反三，将已有资料完善提高、使之对陌生问题仍有一定的借鉴和启发作用，并在实践中形成自己的风格。

3．内容
内容的安排，则是先整体概念、后各个深入、由易到难，以求符合一般思维习惯。

所以，把电气系统划分成了几个功能块——既相对独立又相互联系，以利于在形成整体概念的基础上把握细节。

那知下笔后才知举步维艰，认认真真苦思了半年多，仍不甚如意。

欲实现的目标，只能用“力求”二字来概括。

如此一来，本书剩下的特点，就可能只有一项：主题明确——内容上专谈机床的电气系统，而不同于一般资料中电气内容较为简略的情况。

4．读者
本书的读者群，主要定位于电气维修工作者。

但正如有安装经验的维修电工，在工作中适应性更强一样，作为一个电气设计者，若有维修经验，设计的电路就会更切合实际应用；而且在维修实例中，还能更好的理解电路的性能。

所以，本书也可以作为电气、电子专业或其相关、相近专业的参考用书。

再者，对线切割机操作者来说，如果熟悉机床的电气性能，则能更好地对机器进行操作、维护、保养，有利于保持好机器的性能和提高工效。

为此，第8章专门谈到了用户日常维护和故障的初步判别问题。

事实上，一个熟练的操作者，在机床的使用、维护、维修方面，会有许多宝贵的知识经验。

5．特点
应当来说，本书所及不是一个热门话题，也没有对已有较多参考资料的内容（诸如编程、加工工艺等）作介绍，而是想作为这些材料的某种补充。

但在线切割技术中，机械、工艺、电气等几方面是并重的，并且电气已成为机床的灵魂。

所以想借此灵气，加上沉静实在的风格，来赢得立足之地。

虽然，在书稿写作过程中，编辑老师的宽容，给了我充分的时间；但终于明白一个道理，要真真实实写点东西，光有热情还远远不够。

那么，既然深知自己的肤浅，为什么还勉力为之呢？
一方面，是感到这方面的资料不多见，客观上又需要有这方面的资料；另一方面，倘能抛砖引玉，则吾心足矣；再加上，如此一来，肯定能得到先贤、方家以及同仁的指教，可长见识、解迷津，何乐而不为呢？
可见，本书与其说是知识的传输，不如说是提示和启发，而更多的成分则是一种交流和讨论；所以书中不严谨、欠缺和不当之处，诚望与各位一起去完善，并希冀能够结识到更多的良师益友。

但一想到可能的错讹，心中仍不免忐忑。

因为这毕竟不比经验介绍性文章，错误的观念，可能会给初次接触此类内容者以误导，而带来成见。

当然不能要求读者都有一双雪亮的眼睛，但这里仍要说明的是，当看到他处有与本书相抵触的内容、不一致的看法时，有可能是本书错了，也有可能存在多种意见。

6．感谢
不过，虽然是如此的一件粗糙之作，仍然是得益于多方面的因素，才得以完成的。

由于曾多年订阅过《电加工与模具》杂志（原《电加工》），一些观点难免会受其影响，也可能会不知不觉间使用到它的材料，摘录的个别材料也未能一一列出，在此特向各位老师深表感谢。

工作中的部分经验，曾刊载于《电加工与模具》及《机床电器》杂志上，在此特致谢意。

所接触的机床中，最早是长风机械总厂、其次是苏州第三光学仪器厂的机床，后来则是南昌江南电子仪器厂的为多，另外还有其他厂家生产的、以及配套的电气系统。

在工作和写作中，参考了这些厂家的随机电路图或实际电路，特表感谢。

在工作中，得到过许多朋友的热心指点；特别是张先生，在维修实践和电路实验过程中，都曾给予很大的帮助，谨致以衷心的感谢。

现在，硬着头皮、历时近两年，书稿落成，丝毫没有欣喜和轻松之感。

作为一名接触面不宽的、曾经的维修工作者，见识和水平极其有限，我不知朋友们会不会原谅我的无知和鲁莽。

对于书中的不妥和错误之处，恳请诸位批评指正。

（注：本文字，因为不符合“前言”的体例，后被修改）
（原文见“线切割电气原理”前言（草稿）
/publog/user1/339/archives/2007/1046.shtml）
1.2 名词解释及该书基本脉络
1.2.1 名词小释：
1．切割机、线切割机、电火花线切割机
（1）切割机是指一类能对材料进行切割加工的机器。

其种类繁多，如：等离子切割机、水射流切割机、火焰切割机、激光切割机等等。

（2）线切割机则是使用线状刀具的切割机，如：砂线切割机、电火花线切割机等。

（3）电火花线切割机是采用电蚀加工原理的线切割机，其刀具为金属丝（称为电极丝）。

随着走丝方式的不一样，电火花线切割机又分为“单向走丝型”（低速走丝机）和“往复走丝型”（高速走丝机、中走丝机）两大类。

以往，低速走丝机（全称为“低速走丝电火花线切割机”）、高速走丝机（全称为“高速走丝电火花线切割机”）分别被称为慢走丝机、快走丝机。

高速走丝机运丝速度较高，比如为7～13米/秒；电极丝直径通常为Φ0.10～0.28毫米，常见的有Φ0.18毫米的钼丝（《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》P7）。

在我国，高速走丝（电火花线切割）机应用广泛，所以通常所称“线切割机”，是指“高速走丝机”。

（原文见“中华工控网”，小知识：切割机、线切割机、电火花线切割机/more.asp?name=mqlin&id=34891）
（1）高速走丝线切割机
我是高速走丝线切割机，我的兄弟是低速走丝线切割机；虽然我比我的兄弟“高”，可我兄弟的能耐可不小；当然，我的本领也不弱。

以前，我和兄弟各干各；现在，我兄弟的事情，有时我也想瞧瞧。

说我高，不是说我眼界高，而是丝速高，以前就称快走丝；眼界低，容易接近群众，所以我的朋友多。

要知我的来龙去脉，请见《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》，以后还请多关照。

（2）脉冲电源
我以前也叫高频电源，现在多称为脉冲电源。

我身上长有许多个开关，开开关关的很有趣。

但是，在加工中可别轻易动它们。

我一直兢兢业业地工作，不过天无千日晴，总难免有个头痛脑热的，有时不巧把钼丝烧断了，我心里会更难受，所以我希望我一直健健康康的。

哦，对了，我就是通过钼丝实现能量转换的，当然它是我最好的朋友了。

（3）取样变频电路
我们一同出场，壮壮声威。

一向被人小瞧，只因深居简出；加上貌似依附，哪知我们深明大义。

脉冲电源是我左邻，控制器是我右舍，我们甘当桥梁，我们甘作和事老，只为共同的目标——协同作战！
还有活未干完，先工作去了。

（4）步进电机驱动电路
我是驱动电路，我赶着电机走。

可讨厌的控制器，老是不给我自由。

哪天小人得志，我叫步进电机56小时不停留！
（5）控制器
嘿嘿，我是数控系统，我是他们的头。

我要步进电机走，它就走；我叫脉冲电源停，它得停；就是机床电路，它也让我三分！只有变频电路特殊点，还常常管管我的闲事；但，但……，谁要它是我的手足呢！
不过，各有各的难处。

有时，加工效果不好，人们就朝我嚷嚷；唉，不计较。

遗憾的一点是，他们还未全都听我的；有的事情我该管的，也没有管到。

我是头，我要统管一切，我正暗暗地努力！
（6）机床电路（机床电器）
说来不由你不信，我是这里的老大。

控制器虽想管我，老将我那会怕它。

细细长长钼丝，紧缠慢绕我手臂，就是怕我甩它。

我若想休息片刻，脉冲电源只得跟着稍息；控制器也不敢怠慢，忙叫驱动电源歇歇……
我的责任重大，我虽然自豪，却不敢自大——谁叫我是老大。

（为宣传《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》而作）
/publog/user1/339/archives/2007/1016.shtml）（首发页面在《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》介绍页面的【相关下载】
http://159.226.8.183/Product/Productinfo.asp?id=529655&sid=ef1f8a6d58ff
后来，该页面被取消，连带【相关下载】的其他文字，及用户评论，均已查找不到；但，又有了新的介绍页面）
1.2.2 基本脉络
1．本书（《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》）开篇，提供了一个试验电路——电火花刻字机的原理电路。

接着的图1-2，是一个电容降压电路，这里面还有一个故事：
曾经，把分别为5W和15W的两个白炽灯泡并联，再如图1-2串一个电容。

有一次，一个学电气专业的同学来玩，便演示给他看：
插上插头，两个灯泡同时亮，拧下一个（注意安全），另一个亮度变大。

问，这两个灯泡是串联还是并联？
他当时不加思索地回答：当然是串联。

——这问题当然有点偏，也没有太大的价值；但是，初参加工作时，遇到“偏”的问题，也要能够对付。

2．关于图1-3，指出了一个基础问题：要维持正常的火花放电，必须使工作点位于曲线CD段内，并且有一定的裕度。

这为脉冲电源的介绍，以及整机稳定性的叙述，埋下了重要的伏笔。

第1～2章中，对线切割行业的评述和展望，虽然不是作者的擅长，但仍力求表达了自己的观点和美好的愿望。

（第1章内容，可参见金书网该书介绍页面之“免费样章”）
3．对于“普通”高速走丝线切割机的电气部分，就电路本身来说，并不复杂。

其难点，在于它特殊的负载——具有负阻特性的火花间隙；要控制好火花间隙，需要机械、电气等各组成部分的协同一致，而电气部分又需控制器、脉冲电源、取样变频电路等的良好配合。

当然，对于机床使用维护人员，并不要求象机床生产厂的相关人员一样，需掌握元器件参数的选择等知识。

但是，使用维修中，若不掌握它的基本原理，则常会遇到一些难以解释的现象，处理起来会显得很勉强。

正是基于这种原因，本书第3～7章，特意谈到了调试维修中的一些体验，以弥补实际工作中，这方面资料的不足。

4．第8章，着重谈了操作者在机床使用维护中的作用，这是作者在工作中的体会。

附录A中，重视人的作用、重视个人修养的观点，以及关于故障诊断、故障排除、故障排除的确认等概念，都是作者当年在实践中的感受。

附录B中，对逻辑代数反演规则和对偶规则的应用，则是作者以前在学习“电气制图”第1版标准（1990年施行）时的偶然之得。

5．本书的另一个特点，是从实例出发，而又不局限于单个实例的表层现象。

在工作和试验中，我们如果能注意应用这样的方法，则有益于所学知识的融会贯通。

虽然，作者的文笔还有点稚嫩，个别语句显得重复。

但纵观全书，却可以发现作者那种务使的作风和为此作出的孜孜努力，以及一种积极向上的精神。

愿这种试验性的写作方式，在读者诸君与作者的共同努力下，能取得成功。

（参见，“线切割电气原理”脉络稍谈
/publog/user1/339/archives/2007/1057.shtml 该件为全文摘录，原贴于前【相关下载】，但现已找不到全文）
1.3 第2版介绍
1.3.1 再版前言（原稿）
1．概况
本书是一本叙述普通高速走丝电火花线切割机床（下称高速走丝机）电气系统的书，笔者试图以工作经验的形式，来介绍机床的电气原理、维修方法，并将其经验和方法推而广之应用到一般的机床电气维修中。

该书从内容到形式，都作了一定的尝试。

因此，自出版以来，笔者心中一直忐忑，担心难以达到预期的效果。

为此，在“中国科技金书网”（/）对该书的介绍页面上，就其特点作出了相关的说明（摘注：原页面，后被撤除；而补充以新的介绍页面，原内容现已查不到）。

后来，又在金书网上开了一个博客（/339/），用来介绍本书的使用方法，并就安全、环保等内容作了适当的分析疏理，具体可参见“细谈《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》之开篇语”等系列文章。

此举为本书的阅读和使用，提供了较大的方便；而从博客的点击量来看，也收到了良好的效果。

可以说，该博客不但是本书的一种补充和完善，两者还形成了一个有机的整体。

所以，非常感谢朋友们的参与，非常感谢朋友们的各种建议和宝贵意见。

今后，仍将以这种形式，来与读者和朋友们交流看法。

2．效果
从收到的电子邮件等方面看来，本书除了作为电气类相关专业学生的学习用书、电气维修人员和高速走丝机用户的参考资料外，还有初涉机床电气系统开发的人员把它作为了初步参考资料（摘录时，本句有修改）。

承蒙各位朋友的关爱，本书得以再版。

现在借此机会，将第1版中发现的笔误和错讹做了订正，某些语句作了文字修饰，并增加了名词索引(取消)和思考题；另外，根据高速走丝机的发展情况，增加了“附录C 中走丝线切割简介”。

修正和补充的这些内容，基本上已经在博客中给出，以方便第1版读者进行参考。

3．增加
索引给出了本书出现的部分名词术语，弥补了第1版名词术语未集中归类的不足，将为初次接触这类内容者提供查阅便利。

（后来因故取消了“索引”，摘注）增加的思考题，可起到内容提示的作用，以给阅读本书的朋友，留下一些思考的空间；思考题可根据不同情况参考选择，也可根据阅读感想和工作体会，列
出另外的问题。

附录C对中走丝机作了概略说明，是前面内容的一种延伸和充实，以提醒读者注意发展动向；有兴趣的朋友，可进一步收集这方面的资料。

凡此种种，是想在有限的变动中，尽可能多纳入一些有效的内容。

虽然如此，限于笔者的见识和水平，本书仍有粗糙和不完美之处。

对于书中的不足和错误，欢迎批评指正。

（原文参见，《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》第2版前言/publog/user1/339/archives/2008/2951.shtml）
1.3.2 第2版修改说明
1．举例
《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》一书，相对于第1版而言，第2版除订正了第1版的一些笔误外，还作了一些文字上的修饰。

例如前言中，“独创的加工方法”，改为了“开创出的加工方法”。

在所见以往资料中，均使用的是“独创”一词，故在第1版沿用了这种说法。

而实际上，从所查到的资料来看，是先有了“线切割”、之后才有了“快走丝线切割”（以下简称快走丝）；或许可以这样说，“快走丝”是在原始“线切割”基础上发展起来的。

2．理由
所以，独创是指狭义而言，而就线切割广义而言，快走丝只是一个分支——就分支的意义上说，是独创；而就大类型来说，却是在原有基础上开创出了新的加工方法。

如上所述，于是有了第2版的修改，但正文中仍保留了原有提法。

在其他地方，也有类似的变动之处，有机会再予以补充。

（原文参见，第2版修改说明——《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》
/publog/user1/339/archives/2008/3086.shtml）
第2章细谈《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》
2.1 开篇语及“普通”
2.1.1 开篇语
1．概述
《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》，是一本谈电气维修的书；它以线切割为名，借线切割为例，达到言之有物的目的。

于是，通过这本书，不但可学到维修知识，还能顺带学些线切割知识；反过来说，同样成立，即：不但可了解线切割原理，还能学习电气维修知识。

其实，这本书所蕴涵的方式方法，只要灵活掌握，则适应面将更为广泛。

所以这本书，既是其他书籍的一种补充，又是独树一帜的实用资料。

2．说明
书中许多见解，是作者独立思考的结果，体现了作者的风格。

当然，由于思维的共通，还会有英雄所见略同之处，读之有似曾相识之感。

……切身体会，感同身受，潺潺流水，和风习习，一切的一切，使得阅读之间，总会有所启迪和收获。

所有这些，若能借以时日，如果咀嚼回味，或者某日解决某问题后，就会豁然开朗，而明白那些浅显语句的含意。

我现在想做的工作，是把书中的一些点，连贯起来，成为一条条线。

如果有适当的机会，还将对一些观点，一一予以评述。

这样，阅读起来，就能更加轻松顺畅。

（原文参见，细谈《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》之开篇语/publog/user1/339/archives/2007/1482.shtml）
2.1.2 “普通”——书中，为什么一再提及“普通”？
1．问题的提出
读者只要稍加留意，就会看到，该书中，一再出现了“普通”二字：普通高速走丝线切割机床（内容简介）、普通高速走丝线切割机的电气系统（p.34）、普通机床的脉冲电源（p.70）、普通高速走丝线切割机床的取样电路（p.90）、普通HSWEDM机床的CNC系统（p.109）等等
而且，本书原拟的书名就是：“普通高速走丝数控电火花线切割机电气原理与维修”，因为字数太多，才删去了“普通”“数控”这四个字。

那么，为什么会强调“普通”二字呢？想说明什么呢？
2．问题的解释
该书稿于2004年正式着笔，当时根据手头的资料，预计“快走丝线切割”或“往复走丝型线切割”的新品种，今后将会被大力推广。

所以为了使该书经得起时间的考验、具有广泛的适应性，特把重点放在“原理、维修”、以及分析上。

因此，为了区别于今后出现的改进型机床或新型机床，遂把书中所介绍的传统机床，冠之“普通”两字以示区别。