1引言

　　電火花線切割加工(WirecutElectricalDischargeMachining挟晒，簡(jiǎn)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(dòng)的細(xì)金屬絲(稱為電極絲)作電極织阅，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型始藕。線切割主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件蒲稳，例如沖裁模的凸模、凹模伍派、凸凹模江耀、固定板、卸料板等诉植，成形刀具祥国、樣板、電火花成型加工用的金屬電極蘑砖，各種微細(xì)孔槽初瓜、窄縫、任意曲線等永僚，具有加工余量小否北、加工精度高、生產(chǎn)周期短伙二、制造成本低等突出優(yōu)點(diǎn)叹匹，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用，目前國(guó)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%以上崔三。

　　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)行速度不同挺寒，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)，其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)软旁，一般走絲速度為8～10m/s珊煌，電極絲可重復(fù)使用，加工速度較高扛肩，但快速走絲容易造成電極絲抖動(dòng)和反向時(shí)停頓刻撒，使加工質(zhì)量下降，是我國(guó)生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種耿导，也是我國(guó)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)疫赎，其電極絲作低速單向運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度低于0.2m/s碎节，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)抵卫、均勻狮荔、抖動(dòng)小、加工質(zhì)量較好介粘，但加工速度較低殖氏，是國(guó)外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種晚树。本文介紹的是臺(tái)達(dá)ASD-AB伺服在慢走絲加工機(jī)床上的應(yīng)用案例。

　　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)：包括床身雅采、坐標(biāo)工作臺(tái)爵憎、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(dòng)，是本文討論的重點(diǎn);

　　(4)工作液循環(huán)系統(tǒng)：提供清潔的婚瓜、有一定壓力的工作液宝鼓。

　　3基于臺(tái)達(dá)伺服技術(shù)的運(yùn)動(dòng)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(tái)達(dá)ASD-AB10212MA伺服控制器和臺(tái)達(dá)ECMA-G31309ES大慣量伺服電機(jī)。

　　(3)機(jī)械傳動(dòng)：伺服電機(jī)直連螺距為6mm的絲桿拖见。

　　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)的追隨誤差乾爆，同時(shí)追隨誤差又必須小于2個(gè)脈沖。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)系的滓莱。

　　慢走絲機(jī)床的電極絲直徑通常0.03~0.35mm舆伺，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，慢走絲機(jī)床加工的工件與快走絲不同通常都是既對(duì)加工精度要求很高又有很大的加工厚度咏哈。這就對(duì)慢走絲機(jī)床的進(jìn)給速度有很高的要求阀洛，速度必須在一定的范圍內(nèi)，過快的速度會(huì)造成加工不徹底萄罐，在工件表面留下深淺不一的粗糙痕跡使表面粗糙度變差调拳，同時(shí)也會(huì)造成電極絲振動(dòng)加大，易造成斷絲!至于伺服系統(tǒng)小于2個(gè)脈沖的追隨誤差幸膨，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滥氏，就是說兩個(gè)電極之間要保持一定的距離，既不能接觸在一起造成短路慷甩，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(duì)于調(diào)試過程可說是難點(diǎn)重重妈踊，因?yàn)榭蛻魴C(jī)械整體的負(fù)載就非常的大，而且還要在加工的過程中在加工槽里注滿水泪漂，使得負(fù)載慣量和負(fù)載質(zhì)量更大廊营，增加了伺服的控制難度。為了保證2個(gè)脈沖的追蹤誤差萝勤，所以伺服控制器的增益必須維持在一個(gè)較高的水平露筒，但是由于幾乎不允許出現(xiàn)任何的振動(dòng)，那么伺服控制系統(tǒng)的增益還不能夠過大敌卓，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)慎式，這個(gè)平衡點(diǎn)的選取就是我們調(diào)試的關(guān)鍵。

　　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(cè)負(fù)載慣量所需的運(yùn)行速度200rpm趟径，所以只能通過不斷的試驗(yàn)瘪吏，對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以找到最佳的增益參數(shù)蜗巧，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)掌眠，2-02(位置前饋增益)蕾盯，2-03(位置前饋增益平滑常量)，2-04(速度控制增益)孤批，2-06(速度積分補(bǔ)償)取涕，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)谒绍，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(cè)試痛恃，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)水平的物坝，這兩個(gè)值是伺服響應(yīng)的基礎(chǔ)未奋，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，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妖职。2-03作用就是可以大大的降低傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)冻绊。

　　剛剛開始調(diào)試時(shí)，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(dòng)的最高的控制水平歇懂，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)瓷忙，但是在運(yùn)行的某幾個(gè)點(diǎn)的時(shí)候，會(huì)跳變到3~4個(gè)脈沖晃尖。這是慢走絲設(shè)備運(yùn)行不允許的泵网，必須通過調(diào)整伺服的增益來(lái)改善這樣的運(yùn)行效果，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)生改變撑蚌，而由于伺服系統(tǒng)的響應(yīng)又不夠快上遥，所以才會(huì)出現(xiàn)追隨誤差變大的情況。通過以上分析争涌，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(dòng)粉楚。為了既不讓電機(jī)振動(dòng)，又提高增益水平亮垫，只有將2-03加大降低機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的振動(dòng)模软，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)，同時(shí)饮潦，還不能把2-03的值調(diào)整地過高燃异，因?yàn)樗鼤?huì)影響位置追蹤誤差。

　　在增調(diào)整已經(jīng)很理想的情況下继蜡，開始安裝工件試切回俐。在試切過程發(fā)現(xiàn)一個(gè)很異常的現(xiàn)象，即在x軸以0.3rpm速度進(jìn)給時(shí)稀并，y軸的追蹤誤差會(huì)有一個(gè)不斷的跳變鲫剿，當(dāng)時(shí)y軸根本沒有信號(hào)輸入，是不應(yīng)該有任何移動(dòng)的。

　　出現(xiàn)這樣的情況只有兩種可能锭鸣，一是有信號(hào)干擾，二是發(fā)生了機(jī)械振動(dòng)!通過判斷是在x軸以一定速度移動(dòng)時(shí)葵张，y軸會(huì)有共振產(chǎn)生!利用我們調(diào)試軟件ASDA_A_SW找到共振頻率局限，消除共振，調(diào)試完成哀擒。

　　4.2工件測(cè)試

　　作為加工機(jī)床棵辟，一定要通過加工試切來(lái)證明我們的伺服是否能夠滿足慢走絲機(jī)床的應(yīng)用場(chǎng)合。

　　5結(jié)束語(yǔ)

　　臺(tái)達(dá)ASD-AB伺服主要是應(yīng)用在控制系統(tǒng)中進(jìn)給控制方面讳董，伺服運(yùn)動(dòng)性能如何渗蚁，直接關(guān)系著工件的加工精度和表面粗糙度〔蛘拢客戶原來(lái)使用的是國(guó)外知名品牌的伺服系統(tǒng)尖洞，其伺服電機(jī)是采用17位高線數(shù)編碼器，而臺(tái)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)搅厕，其編碼器僅僅是2500線的低線數(shù)的伺服編碼器煞秤。應(yīng)用臺(tái)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(lái)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(wú)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吉捶，提高了其產(chǎn)品在慢走絲加工機(jī)床的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力夺鲜。

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