线切割机床数控系统的三大控制功能

5.3.1　线切割机床数控系统的三大控制功能

数控电火花线切割机床的数控系统是机床最为重要的控制装置，它负责对机床加工的许多工艺过程和工艺参数进行自动化的调整和控制。在数控线切割机床中，数控系统最为主要的控制是切割路径严格的伺服进给控制、加工过程中的短路回退控制和自动定心控制三大自动控制，此外，数控系统还有编程路径的图形显示功能、图形缩放功能、故障自诊断功能和其他辅助设计和制造功能。

1．工作台伺服进给控制原理

数控线切割加工能够切割复杂的工件轮廓，是由于工件在工作台的带动下，能够相对于固定位置的电极丝走出较复杂的图形来，而工作台复杂移动的实现完全要借助于数控系统的伺服进给信号的产生和机床纵横伺服电机对这些进给运动信号的严格执行。

如图5-20所示为具有纵向和横向两个方向移动滑板的伺服驱动结构原理图。数控系统及其伺服驱动系统根据加工NC程序的指令要求，分别向纵、横两个伺服电机不断地输送驱动脉冲信号，两个伺服电机则分别根据各自接收到的驱动脉冲的个数产生各自所需要的伺服进给转动，最后由滚珠丝杠螺母副将转动变换为纵向和横向的直线移动。复杂的图形曲线轮廓就是由这些一个个的纵向和横向的微小的伺服进给运动所形成的。如图5-21所示为工作台纵、横伺服进给运动的控制原理框图。

图5-20　纵、横滑板的伺服驱动结构原理

图5-21　纵横伺服进给运动的实现

由机床坐标系原点和机床参考点构成了数控系统的有效控制范围，并在其中建立起工作坐标系。这样，机床可以在工作坐标系范围内根据程序的指令要求进行伺服驱动进给运动，来实现复杂的图形轨迹的移动。依靠纵、横两个伺服驱动电动机的协调动作，就可以实现曲线轮廓的加工。

2．步进电机与脉冲当量

由前面的数控原理可知，数控加工机床所采用的驱动电动机都是步进类电动机，即它们每接收一个驱动数控系统提供的驱动脉冲，就会产生一个相应的微小转动，再由丝杠螺母副转换成工作台的直线移动。

数控机床工作台每接收一个驱动脉冲，所产生的最小移动量称为该机床的脉冲当量。

目前的数控电加工机床的脉冲当量可以达到0.001毫米脉冲，甚至更小。这就意味着，机床工作台如果要沿X方向移动10mm，X方向的步进电机就要从数控系统接收10 000个驱动脉冲并加以执行。