高速走絲線切割機由于受到電極絲損耗、機械部分的結構與精度、進給系統的開環控制、加工中工作液導電率的變化、加工環境的溫度變化及本身加工的特點(如運絲速度快、振源比較多、導輪磨損大)等因素影響,機床的加工精度有限。以目前機床的現狀,要在較短的時間內與低速走絲線切割機在加工精度方面進行競爭,困難是相當大的,而且研究開發的代價也會很高,機床的制造成本將大幅度提高,從現實和市場的角度來考慮都是不太適宜的。因此,高速走絲線切割機的發展策略是揚長避短,以發展中低檔機床為主,使機床向適當加工精度、良好的加工穩定性和容易操作的方向發展,來滿足不斷發展的生產需要。目前市場上高速走絲線切割機最大的優勢在于擁有良好的性能價格比,機床的進一步發展必須以此為基本出發點,不能過分強調機床加工精度,而忽視機床性能價格比的因素。如違背這一原則,機床制造商和用戶都難以接受。為在較短的時間內,使高速走絲線切割機的加工性能有較大的提高,在今后的發展中應優先注意以下方面的研究。
基于PC的數控系統的開發
數控系統是數控機床的核心部分,其控制性能不僅直接影響機床加工的質量和穩定性,而且也是擴大機床加工范圍、實現復雜加工的重要手段。目前,各國都非常重視數控技術的研究,將其作為實現制造技術突破性發展的一個重點。數控系統技術當前發展的一個重要趨勢是開放式數控系統。其含義是:數控系統的開發者在一個統一的體系結構下開發自己的產品,該體系結構是一個廣泛認可且透明的規范。這種結構對電加工機床數控系統的重要性已非常明確了[1]。
高速走絲線切割機要進一步發展,必須擺脫單板機作為數控系統,采用新的數控系統。根據目前國際上數控系統發展趨勢及PC的發展情況,應開發和使用基于PC的數控系統。眾所周知,PC本身是插卡式結構,是標準的開放式體系結構的系統。如高速走絲線切割機開發基于PC的數控系統,那將是國產高速走絲線切割機數控系統向開放式數控系統發展的一個有效方法。當前,PC的價格持續下降,而性能和穩定性不斷增強,使用PC不僅為高速走絲線切割機數控系統提供了優越的硬件平臺,而且能保持機床性能價格比的優勢。
目前國內已有基于PC的高速走絲線切割機數控系統,但其主要功能是加工軌跡編程,機床加工控制功能還很不完善,沒有充分利用PC的資源。今后,可在以下幾個方面開展工作:
(1)傳統的伺服進給控制系統多采用分立元件組成邏輯電路,對放電狀態的檢測一般采用平均電壓法,這種方法的缺點是對放電間隙狀態的檢測不夠準確,對放電開路狀態較敏感,而對正常放電和短路放電狀態響應較慢,難以進行準確的進給跟蹤,因此加工的穩定性差。解決放電間隙的檢測必須對放電狀態進行分類統計,并建立控制模型,可采用單獨的芯片實現對放電間隙的檢測,控制模型以軟件的形式存在于PC中,芯片與PC以RS 232接口或主板插卡的方式連接。
(2)傳統的脈沖電源多為等頻的矩形和分組脈沖信號,放電信號不隨放電加工中的間隙狀態而自適應變化,加工效果差,因此研制數字自適應脈沖電源的意義重大,該電源可直接與PC相連接,獲得放電間隙狀態的信息,并根據一定的算法進行自適應控制。
(3)加工參數的優化選取對高速走絲線切割加工也非常重要。長久以來,高速走絲線切割的工藝數據庫和加工參數優選功能為國內機床制造商所忽略,高速走絲線切割的工藝參數優化及自動選取軟件將是新一代高速走絲線切割機必備的,同時基于PC的數控制系統可十分容易地將此軟件模塊進行集成。
(4)目前的高速走絲線切割機幾乎沒有教育培訓功能,因此機床的操作培訓難,機床的的使用性能依賴操作人員的水平,已是眾所皆知的問題,而基于PC的數控系統將充分利用目前PC日益成熟的多媒體技術,將為這一功能的實現提供良好的軟、硬件基礎。
充分利用PC的資源來開發高性能的數控系統,將是高速走絲線切割機的一個重要發展方向。
目前正處于經融危機的大背景下,線切割機床怎樣才能取得生存與發展呢?首先機床質量是關鍵,質量整個機術行業生存發展下去的必然。其次,服務又是一大軟件。質量上去,服務也得跟上。再次,技術創新。不斷開發出適應市場的新產品,讓新產品帶動整個行業的發展。在運用新技術、新工藝的同時,還必須重視對電火花線切割加工工藝規律進行深入細致的基礎理論和實驗研究,這也是一個非常重要的環節。
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