電火花線切割控制系統(tǒng)和編程技術.ppt

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1、特種加工,第六講 線切割編程技術 和工藝指標影響因素,一、線切割控制系統(tǒng),二、線切割數(shù)控編程,三、工藝指標影響因素,一、線切割控制系統(tǒng),（一）、控制系統(tǒng)的種類,1、按照加工要求，自動控制電極絲相對工件的運動軌跡。,2、自動控制伺服進給速度，保持額定的放電間隙，防止開路和短路實現(xiàn)對工件形狀和尺寸的加工。,數(shù)控編程和數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn),自動伺服控制,一、線切割控制系統(tǒng),（一）、控制系統(tǒng)的作用,1、軌跡控制：精確地控制電極絲相對于工件的運動軌跡，使零件獲得所需的形狀和尺寸。,2、加工的控制: 根據(jù)放電間隙大小與放電狀態(tài)控制進給速度，使之與工件材料的蝕除速度相平衡，保持正常的穩(wěn)定切割加工。,一、線切割控制

2、系統(tǒng),（二）、控制系統(tǒng)的原理,1、軌跡控制：,終點判斷,工程圖形可以分解為直線，圓弧，及其組合,直線控制和圓弧軌跡控制，有逐點比較法，數(shù)字積分法，矢量判別法，最小偏差法,一、線切割控制系統(tǒng),2、加工控制：,（1）、進給速度控制：保持平均放電間隙。,（2）、短路回退：消除短路、防止斷絲。,（3）、間隙補償：保證配合間隙。,（4）、圖形的縮放、旋轉(zhuǎn)和平移：簡化編程。,（5）、適應控制：實現(xiàn)高效率、高精度加工。,（6）、自動找中心：,（7）、信息顯示：,二、線切割數(shù)控編程,數(shù)控線切割編程方法,,3B代碼,ISO代碼,多用于快走絲線切割(重點掌握),多用于慢走絲線切割,,,,二、線切割數(shù)控編程,3B格

3、式編制程序,注: B為分隔符，作用是將X、Y、J數(shù)碼區(qū)分開來； X、Y為直線的終點或圓弧的起點（絕對）坐標； J為計數(shù)長度； G為計數(shù)方向； Z為加工指令（直線或圓弧）.,二、線切割數(shù)控編程,1.直線的3B代碼編程：,（1） x，y值的確定,以直線的起點為原點，建立正常的直角坐標系，x，y表示直線終點的坐標絕對值，單位為m。,在直線3B代碼中，x，y值主要是確定該直線的斜率，所以可將直線終點坐標的絕對值除以它們的最大公約數(shù)作為x，y的值，以簡化數(shù)值。,若直線與X或Y軸重合，為區(qū)別一般直線，x，y均可寫作0也可以不寫。,二、線切割數(shù)控編程,(2) G的確定(如右圖所示),|Ye||Xe|

4、時，取Gy；,|Xe||Ye|時，取Gx；,|Xe|=|Ye|時，取Gx或Gy均可。,二、線切割數(shù)控編程,（3） J的確定,計數(shù)長度是指被加工圖形在計數(shù)方向上的投影長度（即絕對值）的總和，以m為單位。,例1: 加工下圖所示斜線OA，其終點為A（Xe,Ye）,且YeXe,試確定G和J。,因為|Ye||Xe|,OA斜線與X軸夾角大于45時，計數(shù)方向取Gy,斜線OA在Y軸上的投影長度為Ye，故J=Ye。,二、線切割數(shù)控編程,(4)加工指令Z的確定(如下圖所示),直線加工指令,坐標軸上直線加工指令,二、線切割數(shù)控編程,B17000 B5000 B017000 Gx L1,例2:加工下圖所示斜線OA,終

5、點A的坐標為Xe=17mm,Ye=5mm,寫出加工程序。,B B B021500 Gy L2,例3: 加工下圖所示直線，其長度為21.5mm,寫出其程序。,二、線切割數(shù)控編程,2.圓弧的3B代碼編程：,（1） x，y值的確定,以圓弧的圓心為原點，建立正常的直角坐標系，x，y表示圓弧起點坐標的絕對值，單位為m。,（2） G的確定,|Xe||Ye|時，取Gy;|Ye||Xe|時，取Gx；|Xe|=|Ye|時，取Gx或Gy均可。,（3） J的確定,圓弧編程中J的取值方法為：由計數(shù)方向G確定投影方向:若G=Gx，則將圓弧向X軸投影； 若G=Gy，則將圓弧向Y軸投影。 J值為各個象限圓弧投影長度絕對值的

6、和。,二、線切割數(shù)控編程,二、線切割數(shù)控編程,(4)加工指令Z的確定(如下圖所示),順時針圓弧指令,二、線切割數(shù)控編程,(5)當加工起點在坐標軸時,加工指令Z的確定(如下圖所示),逆時針圓弧指令,順時針圓弧指令,二、線切割數(shù)控編程,直線編程： 把直線的起點作為坐標原點 把直線的終點坐標值作為x,y，均取絕對值 計數(shù)長度J，按計數(shù)方向Gx,Gy取該直線在x軸或y軸上的投影值。要和選計數(shù)方向一起考慮 計數(shù)方向的選取原則。取此程序最后一步的軸向為計數(shù)方向。 加工指令按直線走向和終點所在象限不同分為L1，L2,L3,L4。,二、線切割數(shù)控編程,圓弧編程： 把圓弧的圓心做為坐標原點 把圓弧的起點坐標值作

7、為x,y，均取絕對值 計數(shù)長度J，按計數(shù)方向取x或y軸上的投影。 計數(shù)方向取與圓弧重點時走向較平行的軸向作為計數(shù)方向。取終點坐標中絕對值較小的軸向作為計數(shù)方向。 加工指令按第一步進入的象限可分為R1,R2,R3,R4,二、線切割數(shù)控編程,例4: 加工右圖所示圓弧，加工起點A在第四象限，終點B(Xe,Ye)在第一象限，試確定G和J。,因為加工終點靠近Y軸，|Ye||Xe|,計數(shù)方向取Gx; 計數(shù)長度為各象限中的圓弧段在X軸上投影長度的總和，即J=JX1+JX2。,二、線切割數(shù)控編程,例5: 加工圖所示圓弧，加工終點B(Xe,Ye),試確定G和J。,因加工終點B靠近X軸，|Xe||Ye|,故計數(shù)方

8、向取Gy，J為各象限的圓弧段在Y軸上投影長度的總和,即J=Jy1+Jy2+Jy3。,二、線切割數(shù)控編程,例6:加工如圖所示圓弧，加工起點的坐標為A(-5,0),試編制程序。,B5000 B B010000Gy SR2,例7 請寫出下圖所示軌跡的3B程序。,圖6-7 編程圖形,,解： 對圖 (a)，起點為A，終點為B， J=J1+J2+J3+J4=10000+50000+50000+20000=130000 故其3B程序為： B30000 B40000 B130000 GY NR1 對圖 (b)，起點為B，終點為A， J=J1+J2+J3+J4=40000+50000+50000+30000=1

9、70000 故其3B程序為： B40000 B30000 B170000 GX SR4,第七講 數(shù)控線切割編程,2、舉例,第七講 數(shù)控線切割編程,程序為： B0B2000B2000GYL2; (引入、引出線OA) BOB10000B10000GYL2; (AB) B0B10000B20000GXNR4; (弧BC) BOB10000B10000GYL2; (CD) B30000B8040B30000GXL3; (DE) BOB23920B23920GYL4; (EF) B30000B8040B30000GXL4; (FA) B0B2000B2000GYL4; (OA) MJ;

10、 (結束符),例 用3B代碼編制加工圖6-8(a)所示的線切割加工程序。已知線切割加工用的電極絲直徑為0.18 mm，單邊放電間隙為0.01 mm，圖中A點為穿絲孔，加工方向沿ABCDEFGHA進行。,圖6-8 線切割切割圖形,,解 (1) 分析?，F(xiàn)用線切割加工凸模狀的零件圖，實際加工中由于鉬絲半徑和放電間隙的影響，鉬絲中心運行的軌跡形狀如圖6-8(b)中虛線所示，即加工軌跡與零件圖相差一個補償量，補償量的大小為在加工中需要注意的是EF圓弧的編程，圓弧EF(如圖6-8(a)所示)與圓弧EF(如圖6-8(b)所示)有較多不同點，它們的特點比較如表6-3所示。,表6-3 圓弧EF和

11、EF特點比較表,(2) 計算并編制圓弧EF的3B代碼。在圖6-8(b)中，最難編制的是圓弧EF，其具體計算過程如下： 以圓弧EF的圓心為坐標原點，建立直角坐標系，則E點的坐標為： = 0.1mm = 。 根據(jù)對稱原理可得F的坐標為(-19.900，0.1)。 根據(jù)上述計算可知圓弧EF的終點坐標的Y的絕對值小，所以計數(shù)方向為Y。 圓弧EF在第一、二、三、四象限分別向Y軸投影得到長度的絕對值分別為0.1 mm、19.9 mm、19.9 mm、0.1 mm，故J=40000。,圓弧EF首先在第一象限順時針切割，故加工指令為SR1。 由上可知，圓弧EF的3B代

12、碼為 (3) 經(jīng)過上述分析計算，可得軌跡形狀的3B程序，如表6-4所示。,表6-4 切割軌跡3B程序,,例6.3 用3B代碼編制加工圖6-9所示的凸模線切割加工程序，已知電極絲直徑為0.18 mm，單邊放電間隙為0.01 mm，圖中O為穿絲孔擬采用的加工路線OEDCBAEO。,圖6-9 加工零件圖,,解 經(jīng)過分析，得到具體程序，如表6-5所示。,表6-5 切割軌跡3B程序,3、編程中的補償法,1）有公差尺寸的編程計算法 對于有公差尺寸的編程，一般采用中差尺寸編程。從大量統(tǒng)計表明，加工后的實際尺寸大部分是在公差帶的中值附近，因此對標注有公差的尺寸，應采用中差尺寸編程。計算公式如下： 中

13、差尺寸=基本尺寸+（上偏差+下偏差）/2,2）間隙補償問題 在數(shù)控線切割機床上，電極絲的中心軌跡和圖紙上工件輪廓差別的補償稱為間隙補償。它可以分為編程補償和自動補償。 編程補償：按鉬絲軌跡進行編程，把間隙補償考慮進去。 自動補償：按零件實際輪廓軌跡進行編程，然后把需要補償?shù)牧扛嬖V數(shù)控系統(tǒng)，進行自動補償。,影響線切割工藝指標因素,電火花線切割加工，一般是作為工件加工中的最后工序。要達到加工零件的精度及表面粗糙度要求，應合理控制線切割加工時的各種工藝因素（電參數(shù)、切割速度、工件裝夾等），同時還應安排好零件的工藝路線及線切割加工前的準備。有關線切割加工的工藝準備和工藝過程如圖3-63所示。,

14、特種加工,圖3-63 線切割加工工藝過程,影響線切割工藝指標因素,一.線切割加工的主要工藝指標 切割速度：在保持一定的表面粗糙度的切割過程中，單位時間內(nèi)電極絲中心線在工件上切出的面積總和。 單位：mm2/min 表面粗糙度：黑白相間的條紋。與工作液的供應狀況和蝕除物的排除有關。 電極絲損耗量：高速走絲，電極絲切割10000mm2后電極絲直徑的減少量來表示。鉬絲直徑減小不大于0.01mm。 加工精度：工件的尺寸和形狀精度，位置精度,影響線切割工藝指標因素,二. 電參數(shù)的影響 脈沖寬度ti:一般為260us，分組脈沖及光整加工，0.5us 脈沖間隔t0：48ti 開路電壓ui：引起放電峰值電流和放

15、電加工間隙的改變。 放電峰值電流ie：決定單脈沖能量的主要因素之一。 放電波形：,影響線切割工藝指標因素,三. 非電參數(shù)的影響 電極絲及其移動速度對工藝指標的影響 鉬絲，耐損耗，抗拉強度高，絲質(zhì)不易變脆且較少斷絲。 工件厚度及材料對工藝指標的影響 加工銅，鋁，淬火鋼時，加工過程穩(wěn)定，切割速度高 加工不銹鋼，磁鋼，未淬火高碳鋼時，穩(wěn)定性差，切割速度低，表面質(zhì)量不太好 加工硬質(zhì)合金時，比較穩(wěn)定，切割速度較低，表面粗糙度小。 預置進給速度對工藝指標的影響,影響線切割工藝指標因素,四. 合理選擇電參數(shù) 要求切割速度高時：空載電壓高，短路電流大，脈沖寬度大 要求表面粗糙度好時：分組波會較好 要求電極絲損

16、耗小時：選用前階梯脈沖波形或脈沖前沿上升緩慢的波形 要求切割厚工件時：選用矩形波，高電壓，大電流，大脈沖的脈沖間隔可充分消電離,影響線切割工藝指標因素,五. 合理調(diào)整變頻進給的方法 注意：不要認為變頻進給的電路能自動跟蹤工件的蝕除速度并始終維持某一放電間隙。 1. 用示波器觀察和分析加工狀態(tài)的方法 進給速度過高（過跟蹤）空載電壓波形消失，加工電壓波形弱，短路電壓波形濃 進給速度過低（欠跟蹤）：空載電壓波形濃，時而出現(xiàn)加工波形，短路波形出現(xiàn)較少 進給速度稍低（欠佳跟蹤）：蝕除速度略高于進給速度 進給速度適宜（正常跟蹤）：加工波形濃而穩(wěn)定,影響線切割工藝指標因素,2. 用電壓表和電流表觀察分析加工狀態(tài) 3. 按加工電流和短路電流的比值調(diào)節(jié) 4. 計算出不同空載電壓時不同的值,