摘要：本文綜述了線切割機床的種類、特點和歐瑞線切割機床專用變頻器在線切割機床上的具體使用和好處。 一、引言： 電火花線切割機床主要用于較難切削的材料、特殊及復(fù)雜形狀的高精度零部件的加工。以被廣泛應(yīng)用與模具、精密機械、工具、航空航天等行業(yè)的制造加工領(lǐng)域。 目前，電火花線切割機床按運絲速度的不同可以分為：慢走絲線切割機床、中走絲線切割機床和快走絲線切割機床。 在八五計劃之前（九十年代初）我國主要進行快走絲線切割機床的研究和開發(fā)。到目前快速走絲線切割機床已是我國電加工行業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)品。我國的快走絲線切割加工機床以其簡單的操作方式、低廉的價格及較快的加工速度得到了較廣泛的應(yīng)用，并且引起了國外用戶注意。 二、行業(yè)介紹： 面對國外高加工精度的線切割機床。我國早在“八五”期間，電加工行業(yè)就提出作為提供用戶的商品線切割機床應(yīng)具備下列指標(biāo)： 1．表面粗糙度Ra為1.25～0.63μm時，切割速度為20mm²/min。 2．表面粗糙度Ra為2.5～1.25μm時，切割速度為40mm²/min。 3．按國標(biāo)GB7926-87中有關(guān)條目的加工與檢驗方法，切割八角工件時，其縱剖面的尺寸差為0.006mm,橫剖面的尺寸差為0.009mm。加工四個孔的位置誤差為0.008mm，四個孔的尺寸誤差為 0.012mm。 4．應(yīng)有高效切割機床提供用戶，最高速度達到250mm²/min。 以上的指標(biāo)目前對于成為商品化的快走絲線切割機床（或按目前的加工工藝方法）來講，幾乎都難以達到和實現(xiàn)。 因此，近幾年來國內(nèi)線切割機床制造行業(yè)開始探索提高線切割機床加工精度的新技術(shù)和新工藝。先后出現(xiàn)了快走絲多次切割、中走絲多檔速多次切割、慢走絲多次切割、進三退二往復(fù)式運絲等新的工藝和技術(shù)。各個實行國標(biāo)的機床生產(chǎn)廠家經(jīng)過反復(fù)實驗和驗證前三種工藝都能滿足國標(biāo)GB7926-87的加工誤差要求。在解決了機床的重復(fù)定位精度和機械上的導(dǎo)輪抖動、儲絲筒跳動、電極絲抖動等問題后，機床的加工精度可以和進口機床媲美。進三退二往復(fù)式切割的加工精度也比普通快走絲機床的加工精度有了很大的提升。 以上新的技術(shù)和工藝的實現(xiàn)對運絲電動機的控制提出了許多新的要求。如速度可調(diào)節(jié)、多檔速運行、進三退二、電機頻繁換向、電機快速制動等要求。依靠之前快走絲機床的可控硅換向和電解電容開關(guān)電路直流制動是無法實現(xiàn)上述功能的。 三、歐瑞線切割變頻器： 為滿足目前線切割機床行業(yè)的特殊應(yīng)用要求。2006年，歐瑞傳動電氣有限公司（原煙臺惠豐電子有限公司）經(jīng)過數(shù)月的市場調(diào)研，組織研發(fā)了線切割機床專用變頻器。2006年底至今，我們已在蘇中多家線切割機床生產(chǎn)企業(yè)，及中走絲電控系統(tǒng)制造廠家批量使用線切割機床專用變頻器。經(jīng)過反復(fù)實驗已完全滿足了快走絲、中走絲、多檔速運絲、進三退二運絲、快速制動、頻繁快速換向的使用要求，變頻器工作穩(wěn)定，機床的運絲系統(tǒng)故障大大降低。 以下是對歐瑞傳動電氣有限公司線切割機床專用變頻器專用功能和特點的簡單介紹： 1，快走絲均速運絲功能 由于快走絲機床具有快速的切削速度、采用精確的重復(fù)定位并多次切割的加工工藝后具有與慢走絲相當(dāng)?shù)募庸ぞ?、且沒有安裝變頻器的線切割機床的換向電路和制動電路的故障率較高。所以我們在開發(fā)線切割專用變頻器的時候保留了快走絲的功能。 因為變頻器的速度是可調(diào)的，所以將變頻器應(yīng)用于快走絲線切割機床可以針對不同的加工精度和切削速度對機床的運絲速度進行調(diào)整，機床的加工范圍更廣。變頻器的輸出頻率可以調(diào)整到50HZ以上，這樣線切割機床的運絲速度至少可以比工頻運行時提高20%以上，機床的加工速度可以得到較大的提高。 在機床配電方面，線切割機床專用變頻器在電氣控制方面是高度集成的。如運絲電機的制動電路、運絲電機換向電路、高頻脈沖電的通斷控制電路、運絲電機保護電路、運絲電機故障報警電路等都集成在變頻器內(nèi)部。這樣機床廠家在機床的電氣安裝方面就省去了一些故障率較高繼電器、接觸器、可控硅開關(guān)器件、電解電容直流制動電路等電路及器件，機床的電氣穩(wěn)定性會得到很大的提高，同時機床的電氣配線也更簡單、方便。 變頻器控制方面，可以通過變頻器的“目標(biāo)頻率”或稱為“數(shù)字設(shè)定頻率”的參數(shù)對變頻器的工作頻率進行設(shè)定，也可以通過變頻器的上升鍵、下降鍵或頻率設(shè)定電位器進行頻率設(shè)定。特別要提到的是由于變頻器內(nèi)置了運絲速度變化自動切斷電火花脈沖的功能，所以即便是機床運絲過程中也可以對機床的運絲速度進行調(diào)整，不必?fù)?dān)心斷絲的問題。變頻的運行指令由端子“OP6”接受；停機、自動加工結(jié)束停機、斷絲停機指令由“OP5”接受；正轉(zhuǎn)指令由“OP7”接受；反轉(zhuǎn)指令由“OP8”接受；“TA、TC”端子用于控制點火花脈沖的通斷。機床配線實例見下圖： 2，多檔速運絲功能 多檔速運絲功能，用于線切割機床“割一修二”的多次切割工藝，可以極大的提高工件的加工精度，降低加工誤差。變頻器每一擋的速度可以由機床生產(chǎn)廠家或用戶根據(jù)自己的需要自由設(shè)置。根據(jù)用戶社定的運絲速度的不同，該功能可分別應(yīng)用于快走絲機床的多次切割工藝、中走絲機床的多次切割工藝及慢走絲機床的多次切割工藝。 變頻器的多檔速功能是通過三個多檔速端子“OP2、OP3、OP4”與公共端子“CM”的通斷組合狀態(tài)來實現(xiàn)的，最多可以有8檔速。機床廠家普遍采用的是三檔速，“割一修二”。端子“OP1”與端子“CM”保持接通以鎖定多檔速運絲模式。其他配線同快走絲均速運絲功能的配線相同。 3，“進三退二”往復(fù)式運絲功能 “進三退二”的往復(fù)式運絲也是一些廠家嘗試的提高機床加工精度的新工藝。該功能采用運絲電機正轉(zhuǎn)三秒再反轉(zhuǎn)二秒的循環(huán)工進模式對工件進行電蝕加工。 為實現(xiàn)此功能，線切割機床專用變頻器內(nèi)置了計時換向自動循運行功能。前進時間和后退時間都作為一個可根據(jù)需要隨意設(shè)置的參數(shù)向用戶開放。 變頻器的配線方式與快走絲均速運絲功能相同，只是這時的“OP1”與“CM”端子要保持開路，瑣定往復(fù)式運絲模式。 附件： 線切割機床專用變頻器附加說明 目前線切割機床的加工工藝可以分為快走絲切割、進三退二往復(fù)式運絲、多檔速運絲（鉬絲以不同的運絲速度多次切割工件）等多種加工工藝。 歐瑞傳動電氣有限公司線切割機床專用變頻器，主要有以下功能： 1． 往復(fù)式運絲 變頻器以電位器設(shè)定的頻率做正轉(zhuǎn)X秒、反轉(zhuǎn)Y秒的正反轉(zhuǎn)自動切換運行。 2． 多檔速運絲 由線切割數(shù)控系統(tǒng)提供的三位撥碼脈沖開關(guān)信號調(diào)用變頻器的多檔速對工件進行多次加工。 3． 變頻器的TA、TC端子在運絲速度達到穩(wěn)定運行速度時接通點火花高頻脈沖電；當(dāng)變頻器接到停機信號或換向信號時切斷點火花脈沖高頻電。起到控制點火花通、斷的功能。 4． 在變頻器停機（鉬絲停運時）、機床自動加工結(jié)束停機或機床工作中斷電時變頻器具有制動功能。該功能可以取代未使用變頻器的線切割機床中的可控硅制動裝置，制動效果更好。 5． 具有均速運絲和多檔運絲與往復(fù)式運絲的切換端子，可方便的在均速 運絲和多檔速運絲與往復(fù)式運絲之間進行切換。 新增參數(shù)說明：[table][tr][td=1,1,67]F199 [/td][td=1,1,240]斷高頻繼電器動作頻率濾波寬度 [/td][td=1,1,84]0.50HZ [/td][/tr][/table]注釋：如F119=0.50HZ，電位計設(shè)定頻率為48.00HZ。 那么當(dāng)變頻器的運行頻率在47.5-48.5HZ之間的范圍內(nèi)時斷高頻繼電器才吸合，以防止頻率變化時繼電器“TA、TC”頻繁抖動。[table][tr][td=1,1,67]F122 [/td][td=1,1,204]模擬量設(shè)計定頻率作用時間 [/td][td=1,1,72]2.0S [/td][/tr][/table]注釋：變頻器在運行過程中調(diào)速時，通高頻繼電器“TA、TC”的去抖時間。頻率在變化時，繼電器是斷開的，當(dāng)頻率穩(wěn)定運行后變頻器延時F122設(shè)定的時間后繼電器再動作。這樣可以防止在調(diào)速過程中繼電器頻繁抖動。[table][tr][td=1,1,67]F408 [/td][td=1,1,336]端子OP1的功能定義，此處定義為往復(fù)切割與均速（多次切割）方式間的切換端子 [/td][td=1,1,48]21 [/td][/tr][/table]注釋：本專用軟件出廠時默認(rèn)為表2的參數(shù)設(shè)置，如果F408設(shè)為21，將端子OP1與CM短接時變頻器將自動將參數(shù)改寫為表1所示的數(shù)值。若OP1與CM斷路參數(shù)值就回自動恢復(fù)到表2的設(shè)定值。 [b]表1 采用多檔速、多次切割功能時的推薦參數(shù)設(shè)置表 [/b][table][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420] [/td][td=1,1,81] [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]用戶密碼，修改參數(shù)前先解密（每次進入時都顯示88） [/td][td=1,1,81]8 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]上限頻率 [/td][td=1,1,81]50.00HZ [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]第一加速時間 [/td][td=1,1,81]1.0S [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]第一減速時間 [/td][td=1,1,81]1.0S [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]啟動信號端子給定有效 [/td][td=1,1,81]1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]停機信號端子給定有效 [/td][td=1,1,81]1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]電位器模擬量調(diào)速方式有效（用于均速運絲） [/td][td=1,1,81]3 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]選擇了段速調(diào)速方式（用于多檔速運絲功能） [/td][td=1,1,81]2 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]選擇了三段速的段速運行模式 [/td][td=1,1,81]0 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]定義端子OP1為檔速運絲與往復(fù)式運絲間的切換端子 [/td][td=1,1,81]21 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]定義端子OP2為多段速端子1 [/td][td=1,1,81]0 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]定義端子OP3為多段速端子2 [/td][td=1,1,81]1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]定義端子OP4為多段速端子3 [/td][td=1,1,81]2 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]定義端子OP5為停機端子（STOP） [/td][td=1,1,81]7 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]定義端子OP6為運行端子（RUN） [/td][td=1,1,81]6 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]定義端子OP7為正轉(zhuǎn)端子（FWD） [/td][td=1,1,81]13 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]定義端子OP8為反轉(zhuǎn)端子（REV） [/td][td=1,1,81]14 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]TA、TC繼電器輸出通、斷電火花高頻脈沖電信號 [/td][td=1,1,81]6 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]停機過程直流制動功能有效 [/td][td=1,1,81]2 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]直流制動電壓系數(shù)（過大會跳過流保護，范圍0～30） [/td][td=1,1,81]10 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]停機直流制動持續(xù)時間 [/td][td=1,1,81]0.1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,420]停機直流制動起始頻率 [/td][td=1,1,81]1.00 [/td][/tr][/table][b]表2 進三退二往復(fù)式切割的推薦參數(shù)設(shè)置表 [/b][table][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432] [/td][td=1,1,74] [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]用戶密碼，修改參數(shù)前先解密（每次進入時都顯示88） [/td][td=1,1,74]8 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]上限頻率 [/td][td=1,1,74]50.00HZ [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]第一加速時間 [/td][td=1,1,74]1.0S [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]第一減速時間 [/td][td=1,1,74]1.0S [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]斷“高頻脈沖電”繼電器動作頻率濾波寬度 [/td][td=1,1,74]0.50HZ [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]模擬量設(shè)定頻率動作時間 [/td][td=1,1,74]2.0S [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]啟動信號端子給定有效 [/td][td=1,1,74]1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]停機信號端子給定有效 [/td][td=1,1,74]1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]選擇多檔速調(diào)速方式 [/td][td=1,1,74]1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]運轉(zhuǎn)方向由FWD、REV端子脈沖信號給定 [/td][td=1,1,74]3 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]鍵盤電位器調(diào)速有效 [/td][td=1,1,74]1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]往復(fù)循環(huán)運絲模式有效 [/td][td=1,1,74]2 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]往復(fù)式運絲的前進時間 [/td][td=1,1,74]3 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]往復(fù)式運絲的后退時間 [/td][td=1,1,74]2 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]定義OP1為往復(fù)、均速運絲的切換端子 [/td][td=1,1,74]21 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]定義OP5為停機端子（STOP） [/td][td=1,1,74]7 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]定義OP6為運行端子（RUN） [/td][td=1,1,74]6 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]定義OP7為正向端子（FWD） [/td][td=1,1,74]13 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]定義OP8為反向端子（REV） [/td][td=1,1,74]14 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]TA、TC繼電器輸出通斷“高頻脈沖電”信號 [/td][td=1,1,74]6 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]停機過程直流制動功能有效 [/td][td=1,1,74]2 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432]直流制動電壓系數(shù)（過大會跳過流保護，范圍0～30） [/td][td=1,1,74]10 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432] [/td][td=1,1,74]0.1 [/td][/tr][tr][td=1,1,67] [/td][td=1,1,432] [/td][td=1,1,74]1.00 [/td][/tr][/table]