隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)有了深刻的變化。由于社會對產(chǎn)品多樣化的需求更加強(qiáng)烈莫辨，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加耕捞，采用傳統(tǒng)的普通加工設(shè)備已難以適應(yīng)高效率衔掸、高質(zhì)量、多樣化的加工要求俺抽。機(jī)床數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用敞映，大大縮短了機(jī)械加工的前期準(zhǔn)備時間，并使機(jī)械加工的全過程自動化水平不斷提高磷斧，同時也增強(qiáng)了制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力振愿。

　　數(shù)控線切割機(jī)床的基本組成包括加工程序、高頻電源弛饭、驅(qū)動系統(tǒng)﹑數(shù)控系統(tǒng)及機(jī)床本體冕末。加工程序可由人工編寫（如早期的3B指令），現(xiàn)在都在計算機(jī)上進(jìn)行繪圖（如現(xiàn)在的CAXA,HL,HF,YH等編程軟件）侣颂，然后生成加工程序档桃。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，也可通過計算機(jī)的232串行口進(jìn)行傳輸憔晒，也可以用計算機(jī)USB接口進(jìn)行傳輸藻肄。

　　在選購數(shù)控線切割機(jī)床時可從三個方面考慮，首先是機(jī)床本體能否符合自己的加工要求高降，機(jī)床的質(zhì)量如何朝棉。其次是數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)有很多種類殷淮，選擇合適的系統(tǒng)是選購數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵沧牧。最后是驅(qū)動單元，也是機(jī)床控制的關(guān)鍵两靖，不同的驅(qū)動單元能達(dá)到的加工精度也不一樣费赋，在選擇驅(qū)動單元時，要根據(jù)加工的工件的精度要求選擇合適的驅(qū)動單元耍俱。

　　以下從機(jī)床本體﹑數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動單元三個方面進(jìn)行分析：

　　1既帜、機(jī)床本體的選擇

　　首先機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工件尺寸和重量要達(dá)到最佳的匹配。對于中大型負(fù)載工作臺采用全支撐加工中心結(jié)構(gòu)瑰柄。這樣設(shè)計才能具有足夠的承載﹑剛度、精度涝填、抗振性和精度保持性蚣碰。其次是進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械傳動要采用滾珠絲杠，滾珠絲杠優(yōu)于三角螺紋絲杠和梯形螺紋絲杠，并且要求絲杠的直徑盡可能大些梅桩，增加剛性壹粟。再次是導(dǎo)軌，工作臺運(yùn)動導(dǎo)軌是保證工作臺運(yùn)動精度的關(guān)鍵宿百，用戶在選型時應(yīng)高度重視趁仙。首先觀察導(dǎo)軌的橫截面的大小，在同等條件下垦页，越粗壯雀费，剛性越好，加工中越不易產(chǎn)生變形痊焊，才能保證機(jī)床在長期工作中能得到最高精度和耐用性盏袄。日前市場上常見的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)有以下幾種：

　　①鑲鋼滾珠式滾動導(dǎo)軌薄啥；

　≡稹②鑲鋼滾柱式滾動導(dǎo)軌；

　÷⒕濉③直線滾動導(dǎo)軌刁愿。

　　第一種與第二種的區(qū)別在導(dǎo)軌的滾體上，一個是滾珠一個是滾柱搜计。滾珠與導(dǎo)軌面是點(diǎn)接觸宋旭，滾柱與導(dǎo)軌面是線接觸，所以它的耐磨性和軸承能力都大大優(yōu)于滾珠式沟脓。而線性滑軌是一種滾動導(dǎo)引每访，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動循環(huán)，使得負(fù)載平臺能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運(yùn)動稠臣，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動導(dǎo)引的1／50康蚯，使之能輕易地達(dá)到μm級的定位精度【粢校滑塊與滑軌間的末制單元設(shè)計侦纳，使得線形滑軌可同時承受上下左右等各方向的負(fù)荷，線性滑軌有更平順且低噪音的運(yùn)動特性也您。使之精度保持和承載能力都大大優(yōu)于滾珠和滾柱式勤焕。

　　2. 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"，對機(jī)床控制信息進(jìn)行運(yùn)算及處理愕炸。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)兩大類疮丛。

　　2.1 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，一般指開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)辆它。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誊薄，由數(shù)控系統(tǒng)送出一定數(shù)量和頻率的指令脈沖履恩，由驅(qū)動單元進(jìn)行機(jī)床定位。開環(huán)系統(tǒng)在外部因素影響的情況下呢蔫，機(jī)床不動作或動作不到位切心，但系統(tǒng)已當(dāng)機(jī)床到達(dá)了指定位置，此時機(jī)床的加工精度將大大降低片吊。但因其結(jié)構(gòu)簡單绽昏、反應(yīng)迅速、工作穩(wěn)定可靠俏脊、調(diào)試及維修均很方便全谤，加之價格十分低廉，但受步進(jìn)電機(jī)矩頻特性及精度联予、進(jìn)給速度啼县、力矩三者之間相互制約，性能的提高受到限制偏团。所以献凫，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，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)用库忽。

　　2.2 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)攘宗。

　　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（光電編碼器）反饋到數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)能自動進(jìn)行位置檢測和誤差比較拌九，可對部分誤差進(jìn)行補(bǔ)償控制猾蔫，因此其控制精度比開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)要高，但比全閉環(huán)的數(shù)控系統(tǒng)要低恐丧。

　　全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)除包括機(jī)床的伺服電機(jī)的位置反饋外瀑乡，還有機(jī)床工作臺的位置檢測裝置（通常用光柵尺）的位置信號反饋到系統(tǒng)，從而形成全部位置隨動控制晚沙，系統(tǒng)在加工過程中自動檢測并補(bǔ)償所有的位置誤差橙挽。

　　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)試喝赎、維修極其困難冶驴，而且系統(tǒng)的價格很高，只適用于中田炭、高檔的數(shù)控機(jī)床上师抄。

　　因為開環(huán)控制系統(tǒng)的價格比閉環(huán)控制系統(tǒng)要低得多，因此在選擇數(shù)控系統(tǒng)時教硫，要考慮數(shù)控系統(tǒng)占整臺數(shù)控機(jī)床的價格成本比例叨吮，然后根據(jù)機(jī)床的配置情況及機(jī)床本身的要求，中瞬矩、低檔機(jī)床采用開環(huán)控制系統(tǒng)挤安，中谚殊、高檔機(jī)床采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。

　　3蛤铜、驅(qū)動單元的選配

　　驅(qū)動單元包括驅(qū)動裝置和電機(jī)兩部分，對驅(qū)動單元的選購主要在于驅(qū)動裝置的選擇丛肢，因為電機(jī)是通用的部件围肥，性能差別只存在于不同的廠家和型號。

　　驅(qū)動電機(jī)主要可分為：反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動電機(jī)蜂怎、混合式（也稱永磁反應(yīng)式）步進(jìn)驅(qū)動電機(jī)和伺服驅(qū)動電機(jī)三大類穆刻。

　　反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)子無繞組，由被勵磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行登彪〖保混合式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永久磁鋼，由勵磁和永磁產(chǎn)生的電磁力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行标狼。步進(jìn)電機(jī)受脈沖的控制挤胃，通過改變通電的順序可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，改變脈沖的頻率可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度纠徘。步進(jìn)電機(jī)有一定的步距精度君博，沒有累積誤差。但步進(jìn)電機(jī)的效率低暴雕，拖動負(fù)載的能力不大慧贩，脈沖當(dāng)量不能太大，調(diào)速范圍不大豫鞭。目前步進(jìn)電機(jī)可分為兩相抡悼、三相、五相等幾種鬓预，常用的是五相步進(jìn)電機(jī)篮烈。在過去很長一段時間里，步進(jìn)電機(jī)占很大的市場西轩，但目前正逐步為伺服電機(jī)所取代员舵。

　　目前常用的伺服電機(jī)是交流伺服電機(jī)，在電機(jī)的軸端裝有光電編碼器藕畔，通過檢測轉(zhuǎn)子角度用以變頻控制马僻。從最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)都能平滑運(yùn)轉(zhuǎn)注服，轉(zhuǎn)矩波動小韭邓。伺服電機(jī)有較長的過載能力，有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩溶弟。伺服電機(jī)有很小的啟動頻率女淑，能很快從最低轉(zhuǎn)速加速到額定轉(zhuǎn)速瞭郑。

　　采用交流伺服電機(jī)作為驅(qū)動器件，可以和直流伺服電機(jī)一樣構(gòu)成高精度鸭你，高性能的半閉環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)屈张。由于交流伺服電機(jī)內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu)，幾乎不需維修袱巨，體積相對較小讽益，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前已經(jīng)在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服電機(jī)遥喘。采用高速微處理器和專用數(shù)字信號處理機(jī)（DSP）的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)出現(xiàn)后泞叉，原來的硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂疲恍┈F(xiàn)代控制理論中的先進(jìn)算法得到實(shí)現(xiàn)纯殖，進(jìn)而大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能嫡决，因此伺服單元能較大的提高加工效率及加工精度，但伺服驅(qū)動單元的價格也較高动荚。隨著伺服控制技術(shù)的逐步提高坷疙，目前伺服驅(qū)動單元正逐步成為驅(qū)動單元的主力軍，伺服驅(qū)動單元的價格也在逐步減低

　　伺服驅(qū)動器有兩種昵壁。一種采用脈沖控制方式烫毡，此種驅(qū)動器與電機(jī)閉環(huán)，但不反饋到數(shù)控系統(tǒng)坠地，這種驅(qū)動器在某種程度上可稱為開環(huán)控制的伺服控制弄萨。另一種采用電壓控制方式，通過電壓的高低進(jìn)行電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制圾纤，電機(jī)的反饋信號通過驅(qū)動器反饋到數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行位置控制瓣颅。

　　選擇驅(qū)動單元時，也要考慮驅(qū)動單元的價格在整臺數(shù)控機(jī)床中的比例譬正。整臺數(shù)控機(jī)床價格較低的一般選擇步進(jìn)驅(qū)動單元宫补，而價格較高的機(jī)床選擇伺服驅(qū)動單元。但選擇驅(qū)動單元的同時曾我，也要考慮驅(qū)動單元與數(shù)控系統(tǒng)的匹配問題粉怕，選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)時必須選擇閉環(huán)的伺服驅(qū)動單元。交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)抒巢。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)行電動機(jī)贫贝。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求蛉谜、成本等多方面的因素稚晚，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。

　　4型诚、功能選擇

　　以上是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的加工精度進(jìn)行考慮客燕，除此以外鸳劳，還要從數(shù)控系統(tǒng)的功能選擇上考慮。

　　4.1 控制軸

　　數(shù)控系統(tǒng)控制軸的數(shù)量也是選擇的關(guān)鍵张鸟。按控制軸的數(shù)量可分為兩軸聯(lián)動念澜、四軸聯(lián)動、多軸聯(lián)動等牌度》堂剩控制軸的數(shù)量越多，機(jī)床所能加工的形狀越復(fù)雜帚孔，但其成本就越高。目前線切割割機(jī)床一般用兩個直線移動軸聯(lián)動摇昌，有錐度裝置的附加二個直線移動軸泉档。高檔的系統(tǒng)則聯(lián)動的軸更多，代表線切割機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)净耍，其中四個軸分別為XYUV直線移動軸健需，一個軸為Z軸作上下直線移動軸，五軸聯(lián)動時可加工出比較復(fù)雜的空間零件嘉警。當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)蕴来、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持，對機(jī)床的要求也極高拼缝。

　　控制軸越多娱局，數(shù)控系統(tǒng)的價格成幾何級數(shù)增長。因此咧七，在選擇數(shù)控系統(tǒng)時衰齐，要根據(jù)機(jī)床本身的運(yùn)動軸進(jìn)行選擇，多余的控制軸并不能提高機(jī)床的控制精度继阻，反而增加了數(shù)控系統(tǒng)的成本耻涛。

　　4.2 圖形顯示

　　系統(tǒng)的圖形顯示功能，該功能用于模擬零件加工過程瘟檩，顯示真實(shí)刀具在工件上的切割路徑抹缕，可以選擇直角坐標(biāo)系中的一個平面，也可選擇不同視角的三維立體墨辛，可以在加工的同時作實(shí)時的顯示卓研，也可在機(jī)械鎖定的方式下作加工過程的快速描繪，是一種檢驗零件加工程序背蟆，提高編程效率和實(shí)時監(jiān)視的有效工具鉴分。

　　上述這類問題在數(shù)控線切割機(jī)床的功能配置時是經(jīng)常遇到的，作為一個數(shù)控機(jī)床的設(shè)計和銷售人員以及投資購買者带膀，都必須清楚了解數(shù)控系統(tǒng)的各種功能用途欣慰，根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況為用戶配置經(jīng)濟(jì)合理市黔、功能和價格比都比較高的數(shù)控機(jī)床，減少不必要的浪費(fèi)氮栏。

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