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随着模具工业和航空航天制造业对高精度产品需求的不断增加,国内市场对低速走丝线切割机的需求也在逐步增长。目前国内市场上低速走丝线切割机床多靠进口,或由国外公司在中国内陆制造并少量销售,国内生产企业只有苏州三光和苏州电加工研究所等少数几家。在此背景下,我们与苏州某企业联合开发低速走丝电火花线切割机床的运动控制系统。该控制系统以工控机为核心,以windows操作系统为软件平台,软件设计采用面向对象的程序设计语言C++,完成了用户界面的开发,实现了控制系统开放式、集成化、可视化、操作方便灵活、性能稳定可靠、加工过程自动化的要求。本文主要研究了以下几个方面的内容:
1.查阅了大量文献资料,对电火花线切割加工机床的数控系统进行了研究,并掌握了国内外电火花线切割控制系统的最新进展,分析了电火花线切割控制系统的结构形式和功能。
2.根据低速走丝线切割加工机床的功能需求,确定了控制系统硬件的总体框架。IPC机作为上位机,通过ISA总线对运动控制器进行控制、监视、协调等;运动控制器则作为下位机,执行上位机IPC发来的命令,驱动执行元件实现预期的运动,完成一些实时性较高的任务,如位置控制、速度控制等。
3.研究了低速走丝线切割加工特点及间隙控制技术发展现状和趋势,对现有的间隙状态检测技术进行分析,设计了间隙控制技术数据处理的硬件部分和软件部分。
4.自主研发了低速走丝线切割加工机床伺服控制系统,并进行了电流环、转速环和位置环的闭环实验。实验结果表明,该系统无论在调速比、定位时间、定位精度和抗干扰能力等性能指标上都已达到高性能伺服系统的一般要求。