1引言

　　電火花線切割加工(WirecutElectricalDischargeMachining句惯，簡稱WEDM)，有時(shí)又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動的細(xì)金屬絲(稱為電極絲)作電極瞪殖，對工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型学岔。線切割主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件咪朴，例如沖裁模的凸模、凹模师赂、凸凹模蘑瓢、固定板、卸料板等镶悟，成形刀具梦铭、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細(xì)孔槽垦祭、窄縫孔尸、任意曲線等，具有加工余量小籍胯、加工精度高竟闪、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點(diǎn)杖狼，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用炼蛤，目前國內(nèi)外的電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60%以上。

　　2慢走絲加工機(jī)床

　　2.1線切割機(jī)床分類

　　根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同蝶涩，電火花線切割機(jī)床通常分為兩類：一類是高速走絲電火花線切割機(jī)床(WEDM-HS)鲸湃，其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動，一般走絲速度為8～10m/s子寓，電極絲可重復(fù)使用暗挑，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動和反向時(shí)停頓斜友，使加工質(zhì)量下降炸裆，是我國生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，也是我國獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式;另一類是低速走絲電火花線切割機(jī)床(WEDM-LS)鲜屏，其電極絲作低速單向運(yùn)動烹看，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用洛史，工作平穩(wěn)郭宪、均勻、抖動小枕详、加工質(zhì)量較好息扶，但加工速度較低，是國外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種弹扩。本文介紹的是臺達(dá)ASD-AB伺服在慢走絲加工機(jī)床上的應(yīng)用案例纫脚。

　　2.2線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)

　　慢走絲和快走絲作為加工機(jī)床主要的組成部分包括：

　　(1)主機(jī)：包括床身、坐標(biāo)工作臺眶逐、走絲機(jī)構(gòu)等;

　　(2)脈沖電源：把交流電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流;

　　(3)控制系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動况颈，是本文討論的重點(diǎn);

　　(4)工作液循環(huán)系統(tǒng)：提供清潔的、有一定壓力的工作液洗吉。

　　3基于臺達(dá)伺服技術(shù)的運(yùn)動控制

　　3.1硬件介紹

　　控制部分就是上位機(jī)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)：

　　(1)上位機(jī)：是基于PC架構(gòu)的慢走絲機(jī)床專用NC控制器;

　　(2)伺服系統(tǒng)：兩套臺達(dá)ASD-AB10212MA伺服控制器和臺達(dá)ECMA-G31309ES大慣量伺服電機(jī)勾奇。

　　(3)機(jī)械傳動：伺服電機(jī)直連螺距為6mm的絲桿。

　　3.2技術(shù)難點(diǎn)

　　慢走絲機(jī)床上的伺服應(yīng)用的主要技術(shù)難點(diǎn)就是在0.5~0.2rpm超低速運(yùn)行過程中保持穩(wěn)的追隨誤差蔼魁，同時(shí)追隨誤差又必須小于2個(gè)脈沖摆野。這樣的超低速技術(shù)要求實(shí)際上是和慢走絲機(jī)床的加工特點(diǎn)有密切的聯(lián)系的时簸。

　　慢走絲機(jī)床的電極絲直徑通常0.03~0.35mm，而其加工工件時(shí)中心線在工件上切過的面積總和最大可達(dá)約為350m㎡/min赖晶，慢走絲機(jī)床加工的工件與快走絲不同通常都是既對加工精度要求很高又有很大的加工厚度律适。這就對慢走絲機(jī)床的進(jìn)給速度有很高的要求，速度必須在一定的范圍內(nèi)遏插，過快的速度會造成加工不徹底捂贿，在工件表面留下深淺不一的粗糙痕跡使表面粗糙度變差，同時(shí)也會造成電極絲振動加大胳嘲，易造成斷絲!至于伺服系統(tǒng)小于2個(gè)脈沖的追隨誤差厂僧，則是因?yàn)榫€切割的加工原理就是正負(fù)電極之間不斷放電灼燒工件表面，就是說兩個(gè)電極之間要保持一定的距離了牛，既不能接觸在一起造成短路颜屠，又不能距離太遠(yuǎn)造成斷路!

　　4大慣量伺服系統(tǒng)調(diào)試

　　4.1系統(tǒng)調(diào)試

　　對于調(diào)試過程可說是難點(diǎn)重重，因?yàn)榭蛻魴C(jī)械整體的負(fù)載就非常的大鹰祸，而且還要在加工的過程中在加工槽里注滿水甫窟，使得負(fù)載慣量和負(fù)載質(zhì)量更大，增加了伺服的控制難度蛙婴。為了保證2個(gè)脈沖的追蹤誤差粗井，所以伺服控制器的增益必須維持在一個(gè)較高的水平，但是由于幾乎不允許出現(xiàn)任何的振動钢谍，那么伺服控制系統(tǒng)的增益還不能夠過大趁吭，也就是說在穩(wěn)定的響應(yīng)水平和穩(wěn)定的控制平衡度之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，這個(gè)平衡點(diǎn)的選取就是我們調(diào)試的關(guān)鍵亏的。

　　由于該設(shè)備的運(yùn)行速度不能超過我們調(diào)試軟件估測負(fù)載慣量所需的運(yùn)行速度200rpm咖杉，所以只能通過不斷的試驗(yàn)，對參數(shù)進(jìn)行設(shè)置胆中，以找到最佳的增益參數(shù)句担，也就是將伺服參數(shù)中跟增益有關(guān)的2-00(位置控制增益)，2-02(位置前饋增益)捅悦，2-03(位置前饋增益平滑常量)萍捌，2-04(速度控制增益)丈揖，2-06(速度積分補(bǔ)償)目露，以及跟共振有關(guān)的2-25(共振抑制低通濾波)，2-23(共振抑制Notchfilter)旁咙，2-24(共振抑制Notchfilter衰減率)進(jìn)行不斷的試驗(yàn)設(shè)置和運(yùn)行測試惯波，2-00主要作用是保持位置環(huán)控制響應(yīng)水平的，2-04主要作用是保持速度環(huán)控制響應(yīng)水平的椿疗，這兩個(gè)值是伺服響應(yīng)的基礎(chǔ)漏峰，而2-02和2-06的主要作用就是減小位置控制誤差和速度控制誤差的糠悼，將這兩個(gè)值調(diào)到很高的位置可以明顯地減小追隨誤差。2-03作用就是可以大大的降低傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)振動浅乔。

　　剛剛開始調(diào)試時(shí)倔喂，很快就將伺服的響應(yīng)水平調(diào)整到一個(gè)不使伺服電機(jī)運(yùn)行有振動的最高的控制水平，這個(gè)增益水平上伺服電機(jī)的運(yùn)行效果是是伺服系統(tǒng)在0.5rpm的速度下運(yùn)行追隨誤差基本保持在2個(gè)脈沖范圍內(nèi)靖苇，但是在運(yùn)行的某幾個(gè)點(diǎn)的時(shí)候席噩，會跳變到3~4個(gè)脈沖。這是慢走絲設(shè)備運(yùn)行不允許的贤壁，必須通過調(diào)整伺服的增益來改善這樣的運(yùn)行效果悼枢，因?yàn)檫@樣的追隨誤差的跳變是由于在某個(gè)運(yùn)行點(diǎn)上伺服系統(tǒng)的負(fù)載情況發(fā)生改變，而由于伺服系統(tǒng)的響應(yīng)又不夠快脾拆，所以才會出現(xiàn)追隨誤差變大的情況馒索。通過以上分析，需要實(shí)現(xiàn)的就是提高伺服系統(tǒng)的響應(yīng)水平又不能使伺服電機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)任何的振動名船。為了既不讓電機(jī)振動绰上，又提高增益水平，只有將2-03加大降低機(jī)構(gòu)傳動的振動返乏，才能提高2-04和2-00從而提高伺服系統(tǒng)整體的增益水平位置較高的響應(yīng)链愉，同時(shí)，還不能把2-03的值調(diào)整地過高忿和，因?yàn)樗鼤绊懳恢米粉櫿`差拦吓。

　　在增調(diào)整已經(jīng)很理想的情況下，開始安裝工件試切渤惦。在試切過程發(fā)現(xiàn)一個(gè)很異常的現(xiàn)象子敷，即在x軸以0.3rpm速度進(jìn)給時(shí)，y軸的追蹤誤差會有一個(gè)不斷的跳變舵邦，當(dāng)時(shí)y軸根本沒有信號輸入任团，是不應(yīng)該有任何移動的。

　　出現(xiàn)這樣的情況只有兩種可能村参，一是有信號干擾穷抹，二是發(fā)生了機(jī)械振動!通過判斷是在x軸以一定速度移動時(shí)，y軸會有共振產(chǎn)生!利用我們調(diào)試軟件ASDA_A_SW找到共振頻率梳附，消除共振获印，調(diào)試完成。

　　4.2工件測試

　　作為加工機(jī)床街州，一定要通過加工試切來證明我們的伺服是否能夠滿足慢走絲機(jī)床的應(yīng)用場合兼丰。

　　5結(jié)束語

　　臺達(dá)ASD-AB伺服主要是應(yīng)用在控制系統(tǒng)中進(jìn)給控制方面，伺服運(yùn)動性能如何唆缴，直接關(guān)系著工件的加工精度和表面粗糙度鳍征∈螋幔客戶原來使用的是國外知名品牌的伺服系統(tǒng)，其伺服電機(jī)是采用17位高線數(shù)編碼器艳丛，而臺達(dá)ASD-AB伺服系統(tǒng)則采用的是ASD-B系列伺服系統(tǒng)配套使用的ECMA電機(jī)匣掸，其編碼器僅僅是2500線的低線數(shù)的伺服編碼器。應(yīng)用臺達(dá)ASD-AB伺服系統(tǒng)的慢走絲加工機(jī)床的加工精度和表面粗糙度與客戶原來采用17位高線數(shù)編碼器的伺服系統(tǒng)的慢走絲機(jī)床相差無幾。從而使客戶的制造成本在性能不降低的前提下得到了大大的壓縮，提高了其產(chǎn)品在慢走絲加工機(jī)床的市場競爭力痒仆。

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