電火花線切割機床的電氣及控制系統(tǒng)構成

　　電火花線切割加工是電火花加工的重要組成部分，它是利用金屬線狀工具電極(又稱電極絲)沿著給定的幾何圖形軌跡，利用脈沖放電腐蝕金屬的原理來加工工件。快走絲線切割機床于70年代在我國興起并逐步廣泛應用于加工精度要求高、形狀復雜，特別是模具等金屬件的加工中。
　　
　　快走絲線切割機床（配圖如下）的電氣及控制系統(tǒng)一般分為：微機控制部分、高頻電源部分和絲筒電機控制部分。絲筒電機控制部分控制電機及絲筒，帶動鉬絲作快速正反的啟動運行和停止，并提供各種相應保護功能。其它類型機床電氣控制通常采用繼電器控制方式，也比較實用，但這種控制方式存在著下述一系列的問題：
　　
　　(1)繼電器接觸器動作頻繁，損耗相對較大;中間轉換控制復雜，出故障可能性高。
　　
　　(2)電機頻繁正反向全壓啟動，啟動電流大，對絲筒機械部件沖擊大。
　　
　　(3)接觸器觸點頻繁閉合斷開造成的噪聲大。
　　
　　這些問題導致的主要后果是整個加工可靠性降低，燒絲等問題增多，這勢必導致二次加工，zui終影響產(chǎn)品質量，造成不必要的經(jīng)濟損失。
　　
　　針對上述存在的問題，故用小功率變頻器來實現(xiàn)原控制方式的改進，其理由主要有以下幾點：
　　
　　(1)變頻器產(chǎn)品技術成熟、性能可靠，已被廣泛應用于異步電機各控制系統(tǒng)中。
　　
　　(2)利用變頻器的外接控制輸入端子和反映運行狀態(tài)的輸出端子以及強大的可編碼功能，可以根據(jù)被控對象和控制方式的不同進行靈活選擇和設定，省去了復雜的中間轉換控制。
　　
　　(3)電機的啟停時間及電流可分別通過手動編碼或自動設置完成，減少了原方式中起動電流大，機械沖擊大的弊病。
　　
　　(4)主電路的相序切換通過變頻器內(nèi)部集成控制電路完成(無觸點切換)。另外變頻器內(nèi)還設有直流制動功能，并設定當電機轉速為0后，制動過程可自動解除，避免由于操作不當電機所承受的不必要的大電流。
　　
　　(5)變頻器還可自行彌補電網(wǎng)電壓波動，設置自動延時關機和來電繼續(xù)加工等功能，可進一步提高自動化程度。
　　
　　走絲機構控制系統(tǒng)
　　
　　快走絲線切割機床的走絲機構，是影響其加工質量及加工穩(wěn)定性的關鍵部件。走絲機構的功能是帶動電極絲按一定線速度移動往復運絲，并將電極絲整齊地排繞在儲絲筒上。儲絲筒本身作高速正反向轉動，是利用電動機正反轉來達到的。電機經(jīng)聯(lián)軸器帶動絲筒，再經(jīng)同步帶帶動絲杠轉動，拖板便作往復運動，拖板移動的行程可由調(diào)整換向左右撞塊的距離來達到。
　　
　　絲筒變頻調(diào)速系統(tǒng)結構
　　
　　變頻調(diào)速系統(tǒng)主要由以下幾個環(huán)節(jié)構成：
　　
　　(1)主電路，系統(tǒng)功率變換環(huán)節(jié)采用AD/DC整流電路和IGBT逆變電路。
　　
　　(2)控制電路，控制電路主要用來接受外來信號和發(fā)出控制命令和PWM波形。
　　
　　(3)驅動電路，采用IGBT智能功率模塊(IPM)。
　　
　　(4)保護電路，為了保護動作的快速性和實時監(jiān)測性，采用了硬件電路加軟件子程序的監(jiān)控方式，故障發(fā)生時如果是屬于電機短路之類的故障，則硬件電路將立即產(chǎn)生信號，關閉波形發(fā)生器并在中斷子程序中進行保護設置，并使程序回到初始狀態(tài)。
　　
　　電火花線切割加工機床集、高精度和高柔性為一體，要求電動機控制系統(tǒng)調(diào)速范圍寬、加減速性能好、速度精度高、特殊功能(如高速定位)強。變頻器在走絲機構控制系統(tǒng)中的應用，達到對三相異步電機的無級調(diào)速，具有節(jié)能、對電網(wǎng)無污染、調(diào)速范圍大、調(diào)速機械性硬等優(yōu)點。