数控线切割控制系统说明书最新.docx

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数控线切割控制系统说明书最新

第一章系统简介

1.1前言--------------------2

第二章高频脉冲电源

2.1工作电路原理----------------3

2.2操作指南--------------------5

2.3维护及常见故障维修-------------6

第三章步进驱动电源

3.1工作电路原理---------------------8

3.2维护及常见故障维修-------------8

第四章控制器接口定义及连接示意

4.1控制器接口定义---------------9

4.2设备连接示意图---------------10

第五章线路原理及布线图

5.1步进驱动电路原理图---------------11

5.2高频功放板元器件排布图-------------12

5.3步进驱动功放板元器件排布图----------13

5.4高频振荡板元器件排布图------------14

第一章系统简介

1.1前言

首先感谢您使用本厂的线切割控制柜<台）系列产品，很荣幸能让我们生产的设备为贵公司创造效益。

随着市场不断发展细化，人工及生产成本的不断增加，成熟的市场，透明的价格导致了电火花线切割加工行业的利润空间也在不断的缩水，同行之间竞争日趋激烈。

因此在不断完善服务质量的同时，提高生产效率<单位时间切割量）尤为重要。

正是在此情况下本厂因着客户的实际需求研制出新一代线切割加工系统。

新颖高频数控电源

采用数字逻辑芯片产生高频信号源，经过分频整形电路转为缓升方波驱动电压，由效应管放大产生80-100v加工方波，对工件进行电腐蚀加工。

放电切割速度快，钼丝损耗小，大电流加工不易断丝，并且加工表面光洁度比传统的方波电腐蚀好。

稳定加工电流≥5A，稳定加工效率≥110mm²/min，最大加工效率≥160mm²/min。

恒流步进驱动电源

步进驱动电源是线切割机床中步进电机的供电设备，对保证工件的加工精度至关重要。

本控制系统采用恒流驱动电路来驱动马达，保证电机每路线圈流过的电流相同，运转平稳，马达高速运转不失步。

驱动主元件为原装进口功率三极管13007，性能稳定。

整体电路功耗极小，四轴联动功耗≤150W。

第二章高频脉冲电源

本章介绍电火花线切割的放电腐蚀加工高频电源。

2.1工作电路原理

（1>工作示意图

由方框图可以看出本电源大体有四部份构成：

A振荡信号产生电路B分频整形前置放大驱动C功率放大电路D直流电源

（1>“NE555”多谐振荡方波

“NE555”振荡电路是高频电源的核心部分，通过对其外围元件得调节产生不同的波形来适应各种加工情况。

为防止操作不当引起加工过程的断丝现象，本电路在设计时最小脉宽：

脉间比为1:

3<脉间四档位皆为零）。

高频面板操作示意：

PwPi

5us10us20us40us高压1224

低压

脉宽选择高频电压脉间选择

111222

高频脉冲功放管

加工时最左边的两个功放管一定要打开<箭头所指）

脉冲调节参数如下：

高频脉宽：

四个独立船型开关5µs、10µs、20µs、40µs通过组合可产生15种不同的方波信号。

高频脉间：

四个船型开关上的数字1224为脉间与脉宽之比值。

调节范围3——11<四档位皆为0——四档位皆为1）。

高频电压：

本高频电源为适应不同的加工厚度及材质，设高低两种加工电压90vdc、110vdc。

当工件厚度不高于30mm时一定要用低压电源，当工件厚度超过150mm时一定要用高压电源。

其余工件厚度视工艺加工要求而定。

<2）高频前置分频整形及功率放大

当U1信号源产生的方波送入整形分频ICU2，U3后，输出方波对高频大功率MOS场效应进行驱动。

高频功放板采用9个IRF640作功率输出管。

9路功放电路对应6个船型开关。

2.2操作指南

<1）高频脉冲参数的选用

脉宽选择：

当加工电压及脉间一定时，虽加工电流无明显变化但加工速度却随脉宽的增大而变快。

脉冲宽度越宽，单个脉冲的能量就越大，切割效率变高，而且因为放电间隙的变大排屑更容易，加工会趋于更加稳定，同时加工表面粗糙度变差。

若要表面粗糙度好则要选择小脉宽，单个脉冲的能量小则电腐蚀金属表面的体积小。

因为放电间隙变小加工稳定性会差些。

客户根据工件的材质及厚度结合工艺的具体要求依据上述特点选择合适的脉冲宽度。

工件厚度

（mm>

1-10

10-20

20-40

40-150

150及以上

脉宽

5-10µs

10-15µs

15-20µs

30-60µs

40-75µs

Ra（um>

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

脉间选择：

在加工大厚度工件或特殊材质时排屑会较困难，因此就需要适当加大脉冲间隙时间,这样是给排屑有充裕的时间,以防止断丝,使加工较稳定,所以一般要求间隙与工件厚度成正比.

操作方法:

间隙选择开关有4个档位，船型开关接通时即表示选择了该档位参数,多个同时接通时则间隙参数为这几个档位值相加的和。

功放管的选择：

功放管是并联使用的，功放管数选得越多，加工电流就越大，加工效率也越高，但在同一脉冲宽度下，加工电流越大，表面粗糙度也就越差，当选用5µS窄脉宽进行精加工时，为了保证加工的稳定性，如果工件厚度较大时投入的功放管应多一些，因为功放管较少时，单个脉冲的能量较小，产生的放电间隙也小，这样就容易发生短路，无法稳定加工。

如果只需求速度而表面粗糙度要求不高时，也可以投入较多的功放管进行加工。

正常切割加工时脉冲电源的操作步骤：

①根据工件的厚度选择好脉宽及间隙船型开关的档位，以下为加工实例:

工件为40mm厚的Cr12钢材，脉宽选择20+40µs，间隙选择+1和+2，功放管为9个，加工电流大约4.5A，加工效率135mm2/分钟。

②选择合适的脉冲电源功率管个数。

本高频电源为缓升分频方波。

加工时必须要打开最左边表注<1）的两个功率管，其余的功放管可根据实际加工需要随意组合。

③配合控制系统的变频进给速度调节，察看加工电流是否稳定。

以电流表指针不大幅摆动为佳。

当电流表大幅摆动时表明变频进给速度小，要调高变频进给参数。

频繁发生短路时表明变频进给速度过大，应降低变频参数。

2.3维护及常见故障维修

<1）高频脉冲电源的维护

①为了提高加工精度，要求有稳定的放电间隙，在电网电压波动较大时，建议采用稳压电源供电。

②为了避免因为操作不当引起的过电流产生对脉冲电源不必要的冲击，请不要在加工的情况下切换脉宽及间隙开关，如果在工作过程中需要切换，应在运丝电机换向停高频时进行。

<2）常见故障与排除方法

<2.1）无高频<工件无火花）

检查步骤：

①高频脉冲电压表是否有电压指示，或电流表是否有指示。

②高频换向指示发光二极管是否亮。

排除方法：

①高频电压正常空载应为+100V<高压为115V）左右。

若有电压及加工电流则高频电源正常，由高频输出短路引起，应重点检查高频正输出工件连线、工件、导电块、钼丝等。

②若换向指示发光二极管不亮，则应检查高频振荡板上的换向断高频继电器是否吸合，换向时是否断开，若不吸合，则是机床控制换向断高频线路断路，着重检查机床控制回路的高频开关电路。

若换向断高频继电器正常工作，此时将高频振荡板TEST开关按下，若有高频输出表明高频板正常，若无高频输出，则集成电路UI,U2,U3损坏，需更换。

<2.2）烧钼丝

检查步骤：

①高频线路板U1,U2，U3表面是否有明显烧坏。

②高频功放管IRF640表面是否有明显烧坏。

排除方法：

①更换集成电路U1,U2，U3。

②更换功放管IRF640,让其它并联的功放管工作。

第三章步进驱动电源

3.1工作电路原理

步进电源是用来驱动步进电机的电路，线切割机床目前常用的步进电机主要有两大类。

一类是三相，以三相六拍为主，一类是五相，以五相十拍为主，步进电机每一相的线圈都要有一组电路来驱动，且每一组的线路都相同。

从每一组的电路来看，步进电机的驱动电路很简单<见后面附图）。

3.2维护及常见故障维修

步进驱动电路的线路虽然比较简单，但它的每一组电路都是由同一电源+10V供电，因此电源的输出电流较大<锥度机约13A，直身机约7A），应注意保持周围环境清洁，尽可能不让灰尘、油污附着在电子元件和印刷电路板上。

<2.1）步进电机失步

检查步骤：

①察看步进驱动电源面板15电压表是否有+10V电压。

<台式控制柜看驱动指示红灯是否亮）

②如X轴步进失步，输入行走X轴的程序，将变频调至较慢，察看步进电路板上的发光二极管是否闪亮来判断该驱动功率管是否损坏，步进驱动信号线是否断路。

排除方法：

①若+10V电压正常，则驱动电源正常，若输出电压明显低于+10V，则驱动电源有故障，滤波电容10000µF/63V损坏或桥堆断路，需更换。

②步进电路板上的发光二极管不正常，由步进驱动信号线断路。

驱动板上的指示灯都正常，则检查步进输出的八孔接线端子是否松动，30芯航空插座是否连接好。

<2.2）步进电机锁不住

检查步骤：

发现步进电机锁不住，应检查其它轴的步进电机是否同时都锁不住。

①机床上所有步进电机同时都锁不住。

②机床上只有一个步进电机锁不住。

a步进驱动供电系统故障，若无+10V电压输出，应检查步进电源变压器绕组、连线有无脱落等。

b应重点检查该步进电机的连线，特别是焊接线有无被拉断，如被拉断，重新接回即好。

第四章节控制器接口定义及连接示意图

4.1控制器接口定义

30芯航空插头接口定义：

1—U1,2—U2,3—U3,4—V1,5—V2,6—V3，7—步进电源正，

8—X1，9—X2，10—X3，11—X4，12—X5，13—Y1，14—Y2，15—Y3

16—Y4，17—Y5，18、23—步进电源正，19、20—关机，21、22—开关高频,

24、25—工件，26—取样正，27—空脚，28、29—钼丝，30—取样负

25针HL控制卡D型插座接口定义

1—X1，2—X2，3—X3，22—X4，21—X5，4—Y1，5—Y2，6—Y3，25—Y4，24—Y5，7—U1，8—U2，9—U3，10—V1，11—V2，12—V3，13—开关高频<与30芯21脚相连），

14—9V<与步进驱动板9V相连）,15—空脚，16—取样正<与30芯的26脚相连），17—关机，18—GND<与步进驱动板的地相连），19—取样负<与30芯的30脚相连）20、23<空脚）

4.2设备连接示意图

第五章线路原理及布线图

5.1步进驱动电路原理图

5.2高频功放板元器件排布图

5.3步进驱动功放板元器件排布图

5.4高频振荡板元器件排布图