數(shù)控線切割機床由機械、電氣和工作液系統(tǒng)三大部分組成。
線切割機床機械部分是基礎,其精度直接影響到機床的工作精度,也影響到電氣性能的充分發(fā)揮。機械系統(tǒng)由機床床身、坐標工作臺、運絲機構、線架機構、錐度機構、潤滑系統(tǒng)等組成。機床床身通常為箱式結構,是提供各部件的安裝平臺,而且與機床精度密切相關。坐標工作臺通常由十字拖板、滾動導軌、絲桿運動副、齒輪傳動機構等部分組成。主要是與電極絲之間的相對運動,來完成對工件的加工。運絲機構是由儲絲筒、電動機、齒輪副、傳動機構、換向裝置和絕緣件等部分組成,電動機和儲絲筒連軸連接轉(zhuǎn)動,用來帶動電極絲按一定線速度移動,并將電極絲整齊地排繞在儲絲筒上。線架分單立柱懸臂式和雙立柱龍門式。單立柱懸臂式分上下臂,一般下臂是固定的,上臂可升降移動,導輪安裝在線架上,用來支撐電機絲。錐度機構可分搖擺式和十字拖板式結構,搖擺式是上下臂通過杠桿轉(zhuǎn)動來完成,一般用在大錐度機。十字拖板型通過移動使電極絲伸縮來完成,一般適用在小錐度機。潤滑系統(tǒng)用來緩解機件磨損、提高機械效率、減輕功率損耗??善鸬嚼鋮s、緩蝕、吸振、減小噪音之作用。
工作液系統(tǒng)一般由工作液箱、工作液泵、進液管、回液管、流量控制閥、過濾網(wǎng)罩或過濾芯等組成。主要作用是集中放電能量、帶走放電熱量以冷卻電極絲和工件、排除電蝕產(chǎn)物等。
電氣部分包括機床電路、脈沖電源、驅(qū)動電源和控制系統(tǒng)等組成。機床電路主要控制運絲電動機和工作液泵的運行,使電極絲對工件能連續(xù)切割。脈沖電源提供電極絲與工件之間的火花放電能量,用以切割工件。驅(qū)動電源也叫驅(qū)動電路,由脈沖分配器、功率放大電路、電源電路、預放電路和其它控制電路組成。是提供電源給步進電機供電的專用電源,用來實現(xiàn)對步進電機的控制??刂葡到y(tǒng)主要是控制工作臺拖板的運動(軌跡控制)和脈沖電源的放電(加工控制)。
控制系統(tǒng)自20世紀60年代后期至70年代中期,我國高速走絲線切割機床的數(shù)控系統(tǒng)——“專用工控機”,采用晶體管分立元件組成門電路,再由門電路組成寄存器、輸入控制器、運算器、輸出控制器等,加工程序則通過扳鍵開關手工輸入,或通過光電閱讀機從穿孔紙帶讀入,采用輝光數(shù)碼管和氖燈顯示計數(shù)長度以及X、Y坐標值(二進制)。進入20世紀70年代后期,數(shù)控系統(tǒng)已過渡到以中、大規(guī)模集成電路芯片為主的電路?;驹砗徒Y構雖然未改變,但功能得到加強,可靠性也提高了。它的輸入仍然有手工輸入(扳鍵或按鍵)和紙帶輸入(電報機頭)兩種方式,指示有熒光數(shù)碼管和發(fā)光二極管形式。該類產(chǎn)品一直到80年代末都在使用。隨著單板微型計算機(將CPU、RAM、ROM、輸入輸出接口裝在一塊印制電路板上的計算機,簡稱單板機)的出現(xiàn),高速走絲線切割機控制器大量使用以Z-80為微機處理器的單板機,真正實現(xiàn)了功能強、價格的目標。對于簡易數(shù)控系統(tǒng)來說,這是一個輝煌的時期,在其它相關行業(yè)的發(fā)展促進下,使數(shù)控高速電火花線切割機得到了迅速的普及。到20世紀90年代,數(shù)控系統(tǒng)以8051系列單片機的控制器都具有圖形縮放、齒隙補償、短路回退、斷絲保護、停電記憶、自動對中、加工結束自動停機等功能,并有錐度切割功能。帶顯示器的編程、控制一體機也已開始使用,只是所編制的程序,不能直接傳輸?shù)狡渌刂婆_上,但有配備打印機、紙帶穿孔機等外部設備,而且也只能控制單臺機床。隨著計算機的迅速發(fā)展和普及,采用臺式微型計算機(包括工控機),能夠控制分別獨立工作的幾臺機床。在允許數(shù)量范圍內(nèi),增加機床只需增加控制卡。各機床的工作狀態(tài),可通過切換畫面分別監(jiān)視。這樣不僅節(jié)約了控制系統(tǒng)的成本,又利用了計算機強大的數(shù)據(jù)存取能力。自動編程系統(tǒng)功能在不斷增強,編程方式也多種多樣,有指令輸入、作圖法、掃描法、CAD文檔轉(zhuǎn)換等,還可通過U盤、網(wǎng)絡等接口、通信進行數(shù)據(jù)交換。避免了手工輸入程序、繪圖低效率和帶來的差錯。
目前,快走絲線切割技術的發(fā)展已走向明朗化,在保持往復走絲線切割優(yōu)點的基礎上,不斷的探索和研究,把新的理論、新的方法,應用到新的系統(tǒng)中。新一代控制系統(tǒng)將會更穩(wěn)定、更實用、更簡單、更方便。