隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械制造技術(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烈醇疮，多品種铜部、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加，采用傳統(tǒng)的普通加工設(shè)備已難以適應(yīng)高效率氯也、高質(zhì)量、多樣化的加工要求啃栋。機床數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用饮估，大大縮短了機械加工的前期準備時間，并使機械加工的全過程自動化水平不斷提高殴据，同時也增強了制造系統(tǒng)適應(yīng)各種生產(chǎn)條件變化的能力墙目。

　　數(shù)控線切割機床的基本組成包括加工程序、高頻電源又信、驅(qū)動系統(tǒng)?數(shù)控系統(tǒng)及機床本體胰绢。加工程序可由人工編寫（如早期的3B指令），現(xiàn)在都在計算機上進行繪圖（如現(xiàn)在的CAXA,HL,HF,YH等編程軟件）抛冗，然后生成加工程序切省。程序的輸入可由數(shù)控系統(tǒng)的面板（單板機）進行手工輸入，也可通過計算機的232串行口進行傳輸帕胆，也可以用計算機USB接口進行傳輸朝捆。

　　在選購數(shù)控線切割機床時可從三個方面考慮，首先是機床本體能否符合自己的加工要求懒豹，機床的質(zhì)量如何芙盘。其次是數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)有很多種類脸秽，選擇合適的系統(tǒng)是選購數(shù)控機床的關(guān)鍵儒老。最后是驅(qū)動單元，也是機床控制的關(guān)鍵记餐，不同的驅(qū)動單元能達到的加工精度也不一樣驮樊，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)動單元剥扣。

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

　　1巩剖、機床本體的選擇

　　首先機床結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工件尺寸和重量要達到最佳的匹配。對于中大型負載工作臺采用全支撐加工中心結(jié)構(gòu)钠怯。這樣設(shè)計才能具有足夠的承載?剛度佳魔、精度、抗振性和精度保持性福信。其次是進給系統(tǒng)的機械傳動要采用滾珠絲杠惧仪，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蹲楷，增加剛性蠕艳。再次是導(dǎo)軌，工作臺運動導(dǎo)軌是保證工作臺運動精度的關(guān)鍵，用戶在選型時應(yīng)高度重視磺则。首先觀察導(dǎo)軌的橫截面的大小玩困，在同等條件下，越粗壯牧俩，剛性越好脉鼻，加工中越不易產(chǎn)生變形，才能保證機床在長期工作中能得到最高精度和耐用性妨迈。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)軌度姑；②鑲鋼滾柱式滾動導(dǎo)軌；③直線滾動導(dǎo)軌呈枉。

　　第一種與第二種的區(qū)別在導(dǎo)軌的滾體上趁尼，一個是滾珠一個是滾柱。滾珠與導(dǎo)軌面是點接觸猖辫，滾柱與導(dǎo)軌面是線接觸酥泞，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導(dǎo)引啃憎，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動循環(huán)婶博，使得負載平臺能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運動，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動導(dǎo)引的1／50荧飞，使之能輕易地達到μm級的定位精度凡人。滑塊與滑軌間的末制單元設(shè)計叹阔，使得線形滑軌可同時承受上下左右等各方向的負荷挠轴，線性滑軌有更平順且低噪音的運動特性。使之精度保持和承載能力都大大優(yōu)于滾珠和滾柱式耳幢。目前在日本沙迪克公司岸晦、日本三菱公司、瑞士夏米爾公司痪僵、瑞阿奇公司進口的機床中都是采用第三種結(jié)構(gòu)螃浑，所以通過對比，用戶在選型時應(yīng)盡量考慮第三種結(jié)構(gòu)暮诫。

　　2.數(shù)控系統(tǒng)的選配

　　數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的“大腦”诵城，對機床控制信息進行運算及處理。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的原理可分為經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)和標準型數(shù)控系統(tǒng)兩大類参唆。

　　2.1經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)

　　經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)從控制方法來看慷组，一般指開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。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躯殷，由數(shù)控系統(tǒng)送出一定數(shù)量和頻率的指令脈沖溢棱，由驅(qū)動單元進行機床定位繁莲。開環(huán)系統(tǒng)在外部因素影響的情況下，機床不動作或動作不到位吩伊，但系統(tǒng)已當機床到達了指定位置拢胆，此時機床的加工精度將大大降低。但因其結(jié)構(gòu)簡單便螟、反應(yīng)迅速汰寓、工作穩(wěn)定可靠、調(diào)試及維修均很方便苹粟，加之價格十分低廉，但受步進電機矩頻特性及精度跃闹、進給速度嵌削、力矩三者之間相互制約，性能的提高受到限制望艺。所以苛秕，經(jīng)濟型數(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)濟型中走絲線切割機床，在普通快走絲機床的數(shù)控化改造中也得到廣泛的應(yīng)用找默。

　　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)艇劫。

　　半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)一般指機床的伺服電機的位置信號（光電編碼器）反饋到數(shù)控系統(tǒng)，系統(tǒng)能自動進行位置檢測和誤差比較惩激，可對部分誤差進行補償控制店煞，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)要低风钻。

　　全閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)除包括機床的伺服電機的位置反饋外顷蟀，還有機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缎选，系統(tǒng)在加工過程中自動檢測并補償所有的位置誤差展管。

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)試否胜、維修極其困難瓣老，而且系統(tǒng)的價格很高，只適用于中忽愧、高檔的數(shù)控機床上崇已。

　　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)時脑苫，要考慮數(shù)控系統(tǒng)占整臺數(shù)控機床的價格成本比例久耍，然后根據(jù)機床的配置情況及機床本身的要求，中肝慕、低檔機床采用開環(huán)控制系統(tǒng)椭皿，中掐悄、高檔機床采用閉環(huán)控制系統(tǒng)。

　　3刻渔、驅(qū)動單元的選配

　　驅(qū)動單元包括驅(qū)動裝置和電機兩部分帅刀，對驅(qū)動單元的選購主要在于驅(qū)動裝置的選擇，因為電機是通用的部件远剩，性能差別只存在于不同的廠家和型號扣溺。

　　驅(qū)動電機主要可分為：反應(yīng)式步進驅(qū)動電機、混合式（也稱永磁反應(yīng)式）步進驅(qū)動電機和伺服驅(qū)動電機三大類瓜晤。

　　反應(yīng)式步進驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子無繞組锥余，由被勵磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實現(xiàn)步進運行×÷樱混合式步進電機的轉(zhuǎn)子用永久磁鋼驱犹，由勵磁和永磁產(chǎn)生的電磁力矩實現(xiàn)步進運行。步進電機受脈沖的控制足画，通過改變通電的順序可改變電機的旋轉(zhuǎn)方向雄驹，改變脈沖的頻率可改變電機的旋轉(zhuǎn)速度。步進電機有一定的步距精度淹辞，沒有累積誤差医舆。但步進電機的效率低，拖動負載的能力不大象缀，脈沖當量不能太大彪饺，調(diào)速范圍不大。目前步進電機可分為兩相促弯、三相泳疗、五相等幾種，常用的是五相步進電機范般。在過去很長一段時間里驹莽，步進電機占很大的市場，但目前正逐步為伺服電機所取代钟展。

　　目前常用的伺服電機是交流伺服電機烙巩，在電機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肢钙。從最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速距堂，伺服電機都能平滑運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動小遍削。伺服電機有較長的過載能力吹夏，有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。伺服電機有很小的啟動頻率子擅，能很快從最低轉(zhuǎn)速加速到額定轉(zhuǎn)速弟孟。

　　采用交流伺服電機作為驅(qū)動器件贝咙，可以和直流伺服電機一樣構(gòu)成高精度，高性能的半閉環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)拂募。由于交流伺服電機內(nèi)是無刷結(jié)構(gòu)庭猩，幾乎不需維修，體積相對較小陈症，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高蔼水。目前已經(jīng)在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服電機。采用高速微處理器和專用數(shù)字信號處理機（DSP）的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)出現(xiàn)后录肯，原來的硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂婆恳福恍┈F(xiàn)代控制理論中的先進算法得到實現(xiàn)，進而大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能论咏，因此伺服單元能較大的提高加工效率及加工精度优炬，但伺服驅(qū)動單元的價格也較高。隨著伺服控制技術(shù)的逐步提高潘靖，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)動器有兩種蚤蔓。一種采用脈沖控制方式泛汁，此種驅(qū)動器與電機閉環(huán)，但不反饋到數(shù)控系統(tǒng)陶焙，這種驅(qū)動器在某種程度上可稱為開環(huán)控制的伺服控制寿经。另一種采用電壓控制方式，通過電壓的高低進行電機的轉(zhuǎn)速控制听量，電機的反饋信號通過驅(qū)動器反饋到數(shù)控系統(tǒng)進行位置控制剖坟。

　　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)控機床中的比例榕暴。整臺數(shù)控機床價格較低的一般選擇步進驅(qū)動單元绪桑，而價格較高的機床選擇伺服驅(qū)動單元。但選擇驅(qū)動單元的同時飘具，也要考慮驅(qū)動單元與數(shù)控系統(tǒng)的匹配問題猴试，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)于步進電機载易。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機粒惜。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求颈墅、成本等多方面的因素蜡镶，選用適當?shù)目刂齐姍C。

　　4恤筛、功能選擇

　　以上是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的加工精度進行考慮官还，除此以外芹橡，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)鍵妻枕。按控制軸的數(shù)量可分為兩軸聯(lián)動僻族、四軸聯(lián)動、多軸聯(lián)動等屡谐∈雒矗控制軸的數(shù)量越多，機床所能加工的形狀越復(fù)雜愕掏，但其成本就越高度秘。目前線切割割機床一般用兩個直線移動軸聯(lián)動，有錐度裝置的附加二個直線移動軸饵撑。高檔的系統(tǒng)則聯(lián)動的軸更多剑梳，代表線切割機床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)，其中四個軸分別為XYUV直線移動軸拙故，一個軸為Z軸作上下直線移動軸窃德，五軸聯(lián)動時可加工出比較復(fù)雜的空間零件。當然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)亮倍、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持忆颇，對機床的要求也極高。

　　控制軸越多纠惧，數(shù)控系統(tǒng)的價格成幾何級數(shù)增長卿截。因此，在選擇數(shù)控系統(tǒng)時赛虽，要根據(jù)機床本身的運動軸進行選擇拨蓖，多余的控制軸并不能提高機床的控制精度，反而增加了數(shù)控系統(tǒng)的成本刺泌。

　　系統(tǒng)的圖形顯示功能照旺，該功能用于模擬零件加工過程，顯示真實刀具在工件上的切割路徑男枝，可以選擇直角坐標系中的一個平面角黍，也可選擇不同視角的三維立體，可以在加工的同時作實時的顯示蔫仙，也可在機械鎖定的方式下作加工過程的快速描繪料睛，是一種檢驗零件加工程序，提高編程效率和實時監(jiān)視的有效工具摇邦。

　　上述這類問題在數(shù)控線切割機床的功能配置時是經(jīng)常遇到的恤煞，作為一個數(shù)控機床的設(shè)計和銷售人員以及投資購買者，都必須清楚了解數(shù)控系統(tǒng)的各種功能用途，根據(jù)機床的實際情況為用戶配置經(jīng)濟合理居扒、功能和價格比都比較高的數(shù)控機床概漱，減少不必要的浪費。

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