中航長風舊線切割機床電氣改造實例

一、前言
數控線切割機床是直接利用電能、熱能對金屬進行加工，可加工各種特殊性能的材料和各種復雜形狀及微細、微精、薄壁、低剛性等零件，其工作原理：放電間隙→工作液檢測變頻→計算機環行分配器→功率放大→步進電機→走絲系統→程序圖紙→輸入機

數控線切割機床原理：改造數控線切割機床是上無專85年的產品，其控制方式為開環控制系統：計算機根據輸入數據，經過運算給出控制量（輸出脈沖量），通過步進電機驅動工作臺移動，移動的距離由指令值確定.工作臺縱橫向移動采用滾珠導軌——步進電機——消間隙齒輪——精密滾珠絲杠副傳動。該機的電氣控制系統較為復雜，電子控制技術較為落后，編程復雜，煩瑣，需按格式編程，且需用紙帶穿孔，用光電機或人工輸入、修改、編輯、檢驗困難，同時電子元件老化，設備故障頻繁且不易修復，電氣升級改造勢在必行，我們應用計算機自動編程控制進行了控制及電氣改造。

二、改造內容
1. 控制原理
數控線切割機床運用計算機數字控制系統，電氣改造主要是更新控制系統，變原先的分離元件為大規模集成塊，控制技術更為先進,其控制原理大同小異，分述如下:功能控制：自動讀入控制信息，使計算機數控系統確立相應的工作狀態，而控制線切割機床生產相應的動作坐標控制：即位置控制，控制鉬絲與工件相對運動的位置與軌跡，計算機控制中，計算機實時計算各點的坐標數據，把脈沖當量折合成脈沖數來表示，計算機發出一定數量的脈沖，步進電機絲杠即轉變為相應的位移，位置信息處理：計算機進行插補運算，采用直線或圓弧逐段逼近給定曲線，從而引導鉬絲跟蹤設計圖形所規定的運動軌跡，該系統輸入信息的存儲、數據加工處理、插補運算以及控制軟盤驅動器、硬盤驅動器、多功能板。
2.高頻電源控制板機床電器：自動編程卡、步進電機控制板、變頻控制板、步進驅動板等機能通過計算機軟件完成，而機床的控制則通過計算機與機床的驅動裝置，強電系統之間的接口裝置實現。
3 硬件改造
原數控系統采用北京數據處理技術研究所微型機數控系統，原高頻脈沖電源采用上海通用公司2000年產型脈沖電源，改造后的控制系統采用專門設計的數字控制硬件插卡，配備IN486/PENTIUM586電腦，15寸彩顯，硬件插卡帶有接口電路、變頻、和高頻控制開關，具有元件少，接插件少，可靠性高等特點。控制器系統軟件全中文提示；可一邊加工,一邊進行程序編輯或模擬加工；可同時控制多達四部機床做不同的工作；采用大規模CMOS存儲器（62256/628128）來實現停電保護；系統接入客戶的網絡系統，在網絡系統中進行數據交換和監視各加工進程。高頻電源采用我公司DK3D脈沖電源。

三、控制卡的主要功能：
1. 開機操作簡化：系統參數設置可*保留，操作簡單易學；
2.*保留內存數據：系統附有可自動充電之鎳隔電池供存儲器停電狀態所需，完善的斷電保護功能，如加工過程中突然斷電，復電后即可繼續加工；
3. 圖形顯示加工進程，并顯示相對坐標X、Y，J和坐標X、Y、U、V等變化數值；
4. 錐度加工應用了四軸/五軸聯動的技術，上下異形和簡單輸入角度兩種錐度加工方式，使錐度加工變得快捷、容易。
5. 導輪切點補償，包括了U軸和V軸，使大錐度切割的精度大大優于同類軟件。
6．可對基準面和絲架距作的校正計算，使錐度加工的精度得到保證，并且容易操作。
7．可將AUTOCAD的DXF格式及ISO G格式作數據轉換。
8．可在一臺電腦上同時控制多達四部機床做不同的工作，并可脫機一邊加工，一邊編程。
9. 加工參數設置包括：3B補償，加工比例，坐標變換，循環加工和步進速度調節等，坐標變換有旋轉、鏡象等八種；
10. 機床加工工時自動累積，方便對機床使用的管理；
11. 可隨時設置（或取消）加工完當段結束時的暫停標志；
12. 對某組加工指令（在任意區間內選取）設定循環加工2～255次；
13. 可由任意段開始加工，和到任意段結束，以及正/逆向加工；
14. 模擬加工可快速檢查程序的終點坐標結果，及預先檢查加工過程；
15. 暫停、結束、短路自動回退和長時間短路（1分鐘）報警；
16. 加工插補運算圓弧半徑至2000米；

四、完成
數控線切割機床電氣系統改造后，經過近三年的運行證明，改造是成功的。這為我們今后利用新技術改造舊設備，充分挖掘設備能力提供了豐富的經驗。