線切割機(jī)床如何選型?
線切割機(jī)床的選型方法:
數(shù)控線切割機(jī)床的基本組成包括加工程序缺脉、高頻電源痪欲、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)﹑數(shù)控系統(tǒng)及機(jī)床本體。加工程序可由人工編寫(如早期的 3B 指令)枪向,現(xiàn)在都在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行繪圖(如現(xiàn)在的 CAXA,HL,HF,YH 等編程軟件)勤揩,然后生成加工程序猎蚀。程序的輸入可由數(shù)控系統(tǒng)的面板(單板機(jī))進(jìn)行手工輸入糠牍,也可通過計(jì)算機(jī)的 232 串行口進(jìn)行傳輸,也可以用計(jì)算機(jī) USB 接口進(jìn)行傳輸竖杂。在選購數(shù)控線切割機(jī)床時(shí)可從三個(gè)方面考慮卑我,
一、首先是機(jī)床本體能否符合自己的加工要求雕乃,機(jī)床的質(zhì)量如何桌强。(機(jī)床本體的選擇):
1、首先機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與加工件尺寸和重量要達(dá)到最佳的匹配侯旬。對(duì)于中大型負(fù)載工作臺(tái)采用全支撐加工中心結(jié)構(gòu)浴营。這樣設(shè)計(jì)才能具有足夠的承載﹑剛度、精度擂冷、抗振性和精度保持性磁不。
2、其次是進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)要采用滾珠絲杠砂裹,滾珠絲杠優(yōu)于三角螺紋絲杠和梯形螺紋絲杠贬池,并且要求絲杠的直徑盡可能大些,增加剛性文黎。
3惹苗、再次是導(dǎo)軌,工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌是保證工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度的關(guān)鍵耸峭,用戶在選型時(shí)應(yīng)高度重視桩蓉。首先觀察導(dǎo)軌的橫截面的大小淋纲,在同等條件下,越粗壯院究,剛性越好帚戳,加工中越不易產(chǎn)生變形,才能保證機(jī)床在長期工作中能得到最高精度和耐用性儡首。日前市場上常見的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有以下幾種: ①鑲鋼滾珠式滾動(dòng)導(dǎo)軌片任; ②鑲鋼滾柱式滾動(dòng)導(dǎo)軌; ③直線滾動(dòng)導(dǎo)軌蔬胯。第一種與第二種的區(qū)別在導(dǎo)軌的滾體上对供,一個(gè)是滾珠一個(gè)是滾柱。滾珠與導(dǎo)軌面是點(diǎn)接觸氛濒,滾柱與導(dǎo)軌面是線接觸产场,所以它的耐磨性和軸承能力都大大優(yōu)于滾珠式。而線性滑軌是一種滾動(dòng)導(dǎo)引软动,它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動(dòng)循環(huán)惧梦,使得負(fù)載平臺(tái)能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運(yùn)動(dòng),其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)引的 1/50 衙地,使之能輕易地達(dá)到μ m 級(jí)的定位精度眶侣。滑塊與滑軌間的末制單元設(shè)計(jì)洗筛,使得線形滑軌可同時(shí)承受上下左右等各方向的負(fù)荷夷著,線性滑軌有更平順且低噪音的運(yùn)動(dòng)特性。使之精度保持和承載能力都大大優(yōu)于滾珠和滾柱式凸窖。
二望星、其次是數(shù)控系統(tǒng),數(shù)控系統(tǒng)有很多種類天证,選擇合適的系統(tǒng)是選購數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵浸萤。(數(shù)控系統(tǒng)的選配):數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”,對(duì)機(jī)床控制信息進(jìn)行運(yùn)算及處理哀买。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的原理可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)兩大類顷锰。
1、 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng):經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)從控制方法來看畜伐,一般指開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)馍惹。開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)是指數(shù)控系統(tǒng)本身不帶位置檢測裝置,由數(shù)控系統(tǒng)送出一定數(shù)量和頻率的指令脈沖玛界,由驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)行機(jī)床定位万矾。開環(huán)系統(tǒng)在外部因素影響的情況下,機(jī)床不動(dòng)作或動(dòng)作不到位,但系統(tǒng)已當(dāng)機(jī)床到達(dá)了指定位置良狈,此時(shí)機(jī)床的加工精度將大大降低后添。但因其結(jié)構(gòu)簡單、反應(yīng)迅速薪丁、工作穩(wěn)定可靠遇西、調(diào)試及維修均很方便,加之價(jià)格十分低廉严嗜,但受步進(jìn)電機(jī)矩頻特性及精度粱檀、進(jìn)給速度、力矩三者之間相互制約漫玄,性能的提高受到限制牙饲。所以,經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)目前用于數(shù)控快走絲線切割及一些速度和精度要求不高的經(jīng)濟(jì)型中走絲線切割機(jī)床猬笑,在普通快走絲機(jī)床的數(shù)控化改造中也得到廣泛的應(yīng)用舀鼎。
2、精密型數(shù)控系統(tǒng):精密型數(shù)控系統(tǒng)包括半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)和全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)呜颓。半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)一般指機(jī)床的伺服電機(jī)的位置信號(hào)(光電編碼器)反饋到數(shù)控系統(tǒng)园桑,系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行位置檢測和誤差比較,可對(duì)部分誤差進(jìn)行補(bǔ)償控制候摹,因此其控制精度比開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)要高塔端,但比全閉環(huán)的數(shù)控系統(tǒng)要低。全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)除包括機(jī)床的伺服電機(jī)的位置反饋外戏丽,還有機(jī)床工作臺(tái)的位置檢測裝置(通常用光柵尺)的位置信號(hào)反饋到系統(tǒng)砂猿,從而形成全部位置隨動(dòng)控制谷庐,系統(tǒng)在加工過程中自動(dòng)檢測并補(bǔ)償所有的位置誤差耙屹。全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的加工精度是最高的,但這種系統(tǒng)的調(diào)試拘绳、維修極其困難抗俄,而且系統(tǒng)的價(jià)格很高,只適用于中世舰、高檔的數(shù)控機(jī)床上动雹。因?yàn)殚_環(huán)控制系統(tǒng)的價(jià)格比閉環(huán)控制系統(tǒng)要低得多,因此在選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)跟压,要考慮數(shù)控系統(tǒng)占整臺(tái)數(shù)控機(jī)床的價(jià)格成本比例胰蝠,然后根據(jù)機(jī)床的配置情況及機(jī)床本身的要求,中震蒋、低檔機(jī)床采用開環(huán)控制系統(tǒng)茸塞,中、高檔機(jī)床采用閉環(huán)控制系統(tǒng)查剖。
三钾虐、最后是驅(qū)動(dòng)單元噪窘,也是機(jī)床控制的關(guān)鍵,不同的驅(qū)動(dòng)單元能達(dá)到的加工精度也不一樣效扫,在選擇驅(qū)動(dòng)單元時(shí)倔监,要根據(jù)加工的工件的精度要求選擇合適的驅(qū)動(dòng)單元。(驅(qū)動(dòng)單元的選配):驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)兩部分:
1计侯、對(duì)驅(qū)動(dòng)單元的選購主要在于驅(qū)動(dòng)裝置的選擇帝畸,
2、電機(jī)是通用的部件傻当,性能差別只存在于不同的廠家和型號(hào)脏诈。驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要可分為:反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、混合式(也稱永磁反應(yīng)式)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大類慌位。反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子無繞組锯政,由被勵(lì)磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行∽酉混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永久磁鋼尚档,由勵(lì)磁和永磁產(chǎn)生的電磁力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)受脈沖的控制彪性,通過改變通電的順序可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向彩梅,改變脈沖的頻率可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。步進(jìn)電機(jī)有一定的步距精度稍记,沒有累積誤差巩恼。但步進(jìn)電機(jī)的效率低,拖動(dòng)負(fù)載的能力不大靠抑,脈沖當(dāng)量不能太大量九,調(diào)速范圍不大。目前步進(jìn)電機(jī)可分為兩相颂碧、三相荠列、五相等幾種,常用的是五相步進(jìn)電機(jī)载城。在過去很長一段時(shí)間里肌似,步進(jìn)電機(jī)占很大的市場,但目前正逐步為伺服電機(jī)所取代诉瓦。目前常用的伺服電機(jī)是交流伺服電機(jī)川队,在電機(jī)的軸端裝有光電編碼器,通過檢測轉(zhuǎn)子角度用以變頻控制睬澡。從最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速固额,伺服電機(jī)都能平滑運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小。伺服電機(jī)有較長的過載能力对雪,有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩河狐。伺服電機(jī)有很小的啟動(dòng)頻率,能很快從最低轉(zhuǎn)速加速到額定轉(zhuǎn)速树颖。采用交流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件若战,可以和直流伺服電機(jī)一樣構(gòu)成高精度,高性能的半閉環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)效聂。由于交流伺服電機(jī)內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu)瞪澈,幾乎不需維修,體積相對(duì)較小枷澜,有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高脓额。目前已經(jīng)在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服電機(jī)。采用高速微處理器和專用數(shù)字信號(hào)處理機(jī)( DSP )的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)出現(xiàn)后跷缀,原來的硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂瓢峄欤恍┈F(xiàn)代控制理論中的先進(jìn)算法得到實(shí)現(xiàn),進(jìn)而大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能那捍,因此伺服單元能較大的提高加工效率及加工精度拾点,但伺服驅(qū)動(dòng)單元的價(jià)格也較高。隨著伺服控制技術(shù)的逐步提高槐滔,目前伺服驅(qū)動(dòng)單元正逐步成為驅(qū)動(dòng)單元的主力軍勃痴,伺服驅(qū)動(dòng)單元的價(jià)格也在逐步減低伺服驅(qū)動(dòng)器有兩種。一種采用脈沖控制方式热康,此種驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)閉環(huán)沛申,但不反饋到數(shù)控系統(tǒng),這種驅(qū)動(dòng)器在某種程度上可稱為開環(huán)控制的伺服控制姐军。另一種采用電壓控制方式铁材,通過電壓的高低進(jìn)行電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制,電機(jī)的反饋信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)器反饋到數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行位置控制庶弃。
3衫贬、選擇驅(qū)動(dòng)單元時(shí),也要考慮驅(qū)動(dòng)單元的價(jià)格在整臺(tái)數(shù)控機(jī)床中的比例歇攻。整臺(tái)數(shù)控機(jī)床價(jià)格較低的一般選擇步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元,而價(jià)格較高的機(jī)床選擇伺服驅(qū)動(dòng)單元梆造。但選擇驅(qū)動(dòng)單元的同時(shí)缴守,也要考慮驅(qū)動(dòng)單元與數(shù)控系統(tǒng)的匹配問題,選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)必須選擇閉環(huán)的伺服驅(qū)動(dòng)單元镇辉。交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)屡穗。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以,在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求揖漫、成本等多方面的因素锤楷,選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
四垄坡、功能選擇以上是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的加工精度進(jìn)行考慮间皮,除此以外,還要從數(shù)控系統(tǒng)的功能選擇上考慮琼葫。
1 )控制軸數(shù)控系統(tǒng):控制軸的數(shù)量也是選擇的關(guān)鍵罩音。按控制軸的數(shù)量可分為兩軸聯(lián)動(dòng)碘云、四軸聯(lián)動(dòng)霉囚、多軸聯(lián)動(dòng)等√喜ぃ控制軸的數(shù)量越多浅涛,機(jī)床所能加工的形狀越復(fù)雜注寥,但其成本就越高。目前線切割割機(jī)床一般用兩個(gè)直線移動(dòng)軸聯(lián)動(dòng)恤锣,有錐度裝置的附加二個(gè)直線移動(dòng)軸适袜。高檔的系統(tǒng)則聯(lián)動(dòng)的軸更多,代表線切割機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)舷夺,其中四個(gè)軸分別為 XYUV 直線移動(dòng)軸苦酱,一個(gè)軸為 Z 軸作上下直線移動(dòng)軸,五軸聯(lián)動(dòng)時(shí)可加工出比較復(fù)雜的空間零件给猾。當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)疫萤、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持,對(duì)機(jī)床的要求也極高敢伸〕度模控制軸越多,數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格成幾何級(jí)數(shù)增長池颈。因此尾序,在選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí),要根據(jù)機(jī)床本身的運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行選擇躯砰,多余的控制軸并不能提高機(jī)床的控制精度每币,反而增加了數(shù)控系統(tǒng)的成本。
2 )圖形顯示系統(tǒng)的圖形顯示功能琢歇,該功能用于模擬零件加工過程峰遇,顯示真實(shí)刀具在工件上的切割路徑,可以選擇直角坐標(biāo)系中的一個(gè)平面拭牌,也可選擇不同視角的三維立體篡前,可以在加工的同時(shí)作實(shí)時(shí)的顯示户克,也可在機(jī)械鎖定的方式下作加工過程的快速描繪,是一種檢驗(yàn)零件加工程序泡愉,提高編程效率和實(shí)時(shí)監(jiān)視的有效工具输僻。上述這類問題在數(shù)控線切割機(jī)床的功能配置時(shí)是經(jīng)常遇到的,作為一個(gè)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和銷售人員以及投資購買者锄灾,都必須清楚了解數(shù)控系統(tǒng)的各種功能用途春庇,根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況為用戶配置經(jīng)濟(jì)合理、功能和價(jià)格比都比較高的數(shù)控機(jī)床疮肿,減少不必要的浪費(fèi)港赂。
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