电火花线切割机控制系统设计
电火花线切割加工自动编程系统
第３ ４卷 第 ６期
ＶＬ４ ｏ ３
・
计
算
机
工
程
２０ ０８年 ３月
Ｍ ａ ｃ ２０ ８ ｒ ｈ ０
Ｎｏ． ６
Ｃｏ ｐ ｅ ｍ ｕｔ ｒＥｎｇ ｎｅ ｒ ｎｇ ｉ ｅｉ
工程 应用 技术 与实现 ・
文章编号；１０－ ４８ ｏ８ ２９ ＿ 文 ０ ３２（ ｏ） 一Ｉ —０ ２ ｏ ４ ３ 献标识码； Ａ
ＪＡ Ｚ ｉ ｉ， ＮＧ Ｚ ｉ ｏ ｇ ＨＵ Ｇ ｉｇｊ Ｉ ｈ— ｎ ＷＡ ｈ－ ｎ ， ＡＮ Ｍ ｎ － ｘ ｙ ｌ
（ｃ ｏ ｌ ｆ ｃａ ｉａ Ｅ ｇｎｅｉｇ Ｕｎｖ ｒｉ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙＢ ｉｎ ． ｅ ｉｇ １０ ８ ） Ｓ ｈ ｏ ｏ ｈ ｎｃ １ ｎ ｉｅｒ ． ｉｅｓｙｏ ｉｎｅａｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｅｊ ｇ Ｂ ｉｎ ０ ０ ３ Ｍｅ ｎ ｔ Ｓ ｉ ｊ
｜ ｓｒ ｃ］Ａｉ ｎ ｔｍｐｏ ｉｇｔｅＷｉ ｅ ｔｃｌ ｓｈ ｒｅＭａｈｎ（ ＤＭ） ｔｉ ｐｐ ｒｐｅｅ ｔ ｔｅｉｔｇａ ｏ ｆ Ｄ／ Ａｂｔａ ｔ ｍｉｇａ ｒｖｎ ｈ ｒ Ｅｌ ｒ ａ Ｄｉｃａｇ ｃｉｅＷＥ ｉ ｅ ｃｉ ，ｈｓ ａｅ ｒｓｎｓ ｈ ｎｅ ｒｔ ｎｏ ｉ ＣＡ ＣＡＭ ｅｈ ｉｕ ｔ ｎｑ ｅ ｃ
ｒ ａ ｃ ｉ ｉ ｇ ｅｌ ｍａ ｈ ｎ ｎ ．
［ ｙｗｏｄ ｌ ｗ ｒ ｅｅｔｃｌ ｉ ｈｒｅｍａ ｈｎ ； ＡＤ Ｃ Ｋｅ ｒ ｓ ｉ ｌ ｒ ａｄｓ ａｇ ｃ ｉｅ Ｃ ／ ＡＭ ；ｔｏｐｏ ｒｍｍｉｇ ｅ ｃｉ ｃ ａ ｒｇａ ｕ ｎ
电火花线切 割的数控 编程 直接影响着线切割机 的加工效 率 。目前 ，我国企业在数控 自动编程 的应 用方面 已有较 大发 展， 手工编程已基本被 图形化 自动编程 所代 替， 线切割 Ｃ ／ ＡＤ Ｃ ＡＭ 技 术 逐 步 运 用于 制 造 技 术 ，并成 为 发展 趋势 。 原 有 的以单片机为核心 的数控 系统正逐渐被 以微机 为核心的分布 式系统（ ＮＣ 昕取代 Ｊ 本文以 电火花线切割机床为对象 ， Ｄ ） 。 设 计开发了图形 自动化编程系统 ， 实现 了 Ｃ Ｄ／ＡＭ 的集成 。 Ａ Ｃ
电火花线切割机床设计毕业论文
电火花线切割机床设计毕业论文一、概括当我们谈论电火花线切割机床的设计，我们其实是在探讨一种精密工艺的发展与创新。
这种机床在制造业中扮演着非常重要的角色，特别是在需要高精度切割的应用场景中。
本次毕业论文的目的，就是深入探索电火花线切割机床的设计原理与实践，理解其结构特点和操作方式，以推动其在现代制造业中的进一步发展。
论文首先从电火花线切割机床的基本原理开始，简单介绍了其工作原理和应用领域。
接着我们会深入探讨其设计的各个方面，包括机械结构、控制系统、切割工艺等。
设计的每一个环节都至关重要，它们共同决定了机床的性能和精度。
此外我们还将关注机床的实用性和创新性，试图通过设计优化，提高机床的效率和稳定性。
1. 研究背景和意义随着制造业的飞速发展，电火花线切割技术已成为现代工业生产中不可或缺的一部分。
这种技术广泛应用于汽车、航空、模具制造等领域，对高精度零部件的加工起着至关重要的作用。
然而随着市场需求的变化和技术进步的要求，现有的电火花线切割机床在某些方面已经不能满足现代工业的需求。
因此对电火花线切割机床的设计进行深入研究，具有重要的现实意义。
此外随着科技的快速发展，各行各业对产品质量的要求越来越高，这也对电火花线切割技术提出了更高的要求。
因此对电火花线切割机床的设计进行研究，有助于我们更好地满足市场需求，提高我国制造业的竞争力。
那么我们该如何进行设计研究呢？接下来我将为大家详细介绍。
2. 电火花线切割机床的发展现状和趋势随着制造业的飞速发展，电火花线切割机床作为重要的加工设备，一直在不断地进步和发展。
说起电火花线切割机床，我们不禁要关注它的现状以及未来的趋势。
目前电火花线切割机床已经广泛应用于各个领域，特别是在模具制造、航空航天、汽车制造等行业。
它的加工精度高、速度快，能够适应各种复杂形状工件的加工需求。
不过随着科技的进步，电火花线切割机床也在不断地进行技术革新。
我们知道现在的电火花线切割机床越来越智能化，自动化技术的应用使得机床的操作更为简便，加工精度也进一步提高。
基于PC的电火花线切割机数控系统设计
江西理 工大 学学报
ｖ．， ６ 。 ７ １ Ｎ ２
２０ 年１ ０６ ２月 Ｊ Ｕ Ｎ Ｌ Ｏ Ａ Ｇ Ｉ Ｎ Ｖ Ｒ Ｉ Ｙ Ｏ Ｃ Ｅ Ｃ Ｎ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ Ｄ ｃ． Ｏ Ｒ Ａ ＦＪ Ｎ Ｘ Ｉ Ｅ ＳＴ Ｆ Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ Ａ Ｄ Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ Ｉ Ｕ ｅ ２００６ 文章编 号 ：０ ７—１２ （０ ６ ０ １０ ２ ９ ２ ０ ） ６—０ ０ ０ ９—０ ３
１ 电火 花 加 工原 理
电火花 成 型加 工 是 与机械 加 工完 全 不 同 的一 种新 工艺 ．其基 本原 理 （ 图 ｌ 如 所示 ） 被加工 的 是
工件做工件 电极 ， 石墨或者紫铜做工具电极 ． 脉冲 电源发出一连串的脉冲电压 ， 加到工件电极和工具 电极上 ， 此时工具电极和工件均淹没于具有一定绝 缘 性 能 的工作 液 中 ．在 自动 进 给调 节装 置 的控 制 下， 当工具电极与工件的距离小到一定程度时 ， 在 脉 冲 电压 的作用 下 ，两 极 间最 近处 的工作 液 被击 穿， 工具电极与工件之间形成瞬时放电通道 ， 产生 瞬时 高 温 ，使 金属 局部 熔 化甚 至 汽化 而被 蚀 除下 来 ， 成局部 的电蚀 凹坑 ． 样随着相 当高的频 率 形 这 连续不断的重复放 电，工具电极不断地 向工件进
基于 Ｐ Ｃ的 电火 花 线 切 割机 数控 系统 设计
王忠 锋
（ 江西理工大学应用科学学院。 江西 赣州 ３ １０ ） ４ ００
摘
要 ： 绍 了电 火花 加 工 （Ｄ 的原理 ， 介 Ｅ Ｍ） 为满足 加 工要 求， 引入 Ｐ Ｃ机 强大 的软 硬件 资 源、 友好
的人机 界 面、灵 活 的编程 能力和 单 片机 的 实时控 制功 能 ，开发 出电火花 线切割 机计 算机数 控 系
立式自旋转电火花线切割机的设计
高速走 丝 线 切 割 机 的 走 丝 速 度 为 ６ ２ｍ／ ， ～１ ｓ
排 屑较易 ， 工速 度 较 高 ， 加工 大厚 度 工 件 ， 不 加 可 但 能对 电极 丝实 施恒 张力 控制 ， 电极丝 振动 大 ， 加 故 在
工过 程 中易 断丝 。 由 于 电级 丝 是往 复 使 用 ， 以会 所
ｌ 机 床 结 构 原 理
１ １ 电极 丝的高 速旋转 和低 速缠绕 方 案 ． 如 图 １所 示 。 承 套 由左 右 侧 板 １ 支 ３和 上 托 板
工大 厚度 工 件 ａ 由 于机 床 结 构 精 密 ，技 术 含 量 高 ，
因 此使用 成 本也高 。
２ 纪９ ０世 ０年代 有学 者提 出卧式 自旋转 电火 花
线切 割加工 方 式 ： 极 丝再 沿 直 线 方 向慢 速 往 复 运 电
１， １ 下托 板 １ ７组成 。支 承套 和丝盘 ４分 别与两 个交
流 电机相 连接 ， 通过 控 制 电机转 速使 二 者保 持 恒 定
动 的 同时 ， 绕 自身轴 心线 高速旋 转并 放 电 、 还 磨削 切 割工 件 。改 变过 去 电极 丝 的单 边磨 损 为 圆周磨 损 ，
关 键词 ： 电火花线 切 割机 ； 转 电极丝 ； 旋 绕丝 ； 丝 ； 排 张力控 制
中图分 类号 ： ６ １ ＴＧ ６
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｒ ｉａ ｉｅＥｌｃｒｃ ｌＤｉｃ ａ ｇ ａ ｈ ｎ ｎ ｃ ｉ ｅｔ ｏ ｉｈ Ｒｏ ａ ｉｎ Ｗ ｉｅ ｓｇ ｆＶｅ ｔ ｌＷ ｒ ｅ ｔｉａ ｓ ｈ ｒ ｅＭ ｃ ｉｉ ｇ ｍａ ｈ ｎ ｏ ｌＷ ｔ ｔｔｏ ｒ ｃ
基于嵌入式arm和dsp的电火花线切割机床控制系统设计
基于嵌入式ARM 和DSP 的电火花线切割机床控制系统设计Wire cut electrical discharge machining control systemdesign based on embedded ARM and DSP李 鸿，梁 荣LI Hong, LIANG Rong（宁波工程学院 杭州湾汽车学院，宁波 315336）摘 要：针对电火花线切割单CPU框架监控功能有限、线切割加工精度和效率低等问题，设计一种支持双CPU协作的高效率和高精度电火花线切割机床控制系统。
硬件上以ARM为上位机、DSP为下位机，由ARM集中处理线切割加工过程工艺参数，DSP实时控制工作台多轴联动和线电极加工节拍，通过扩展I/O全覆盖监控电火花线切割机床机电系统。
软件上植入多任务实时RT-Linux操作系统，通过多任务实时调度、人机交互和高速走丝线切割实时控制实现在线插补、齿隙补偿和多轴联动等多进程任务协调。
调试表明，双CPU协作系统运行可靠，能有效监测和反馈线切割加工过程机电系统运行状态，改善在线插补与多轴联动等协同控制性能。
关键词：电火花线切割；ARM；DSP；RT-Linux；控制系统中图分类号：TP23 文献标识码：B 文章编号：1009-0134(2019)11-0084-04收稿日期：2018-12-09基金项目：浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）项目（2018R428030）作者简介：李鸿（1997 -），男，浙江宁波人，本科，主要从事材料成型及控制工程研究工作。
0 引言电火花线切割是利用钼丝电极与金属工件间脉冲放电产生的局部、瞬态高温以实现对导电材料的电蚀加工，在成型过程中电极不与工件直接接触，且无明显的切削力作用，加工性能也不受材料硬度、强度和韧性等因素影响，具有加工精度高、材料适用性强和应用范围广等优点[1～3]。
电火花线切割机床是影响工件电蚀加工精度和效率的关键，目前国外多采用慢走丝线切割机，其加工精度约2μm 、表面粗糙度Ra 可达0.8μm ，而我国普遍使用高速走丝线切割机，其工作原理不同，实际加工效果也与慢走丝线切割存在较大差距。
DK7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统(有全套图纸)
目录引言 (1)一总体方案设计 (2)（一）总体方案的拟定 (2)（二）主要技术参数的确定 (2)二储丝走丝部件结构设计 (3)（一）储丝走丝部件运动设计 (3)1．对高速走丝机构的要求 (3)2．高速走丝机构的结构及特点 (4)（二）储丝走丝部件主要零件强度计算 (10)1．齿轮传动比的确定 (10)2．齿轮齿数的确定 (10)3．传动件的估算 (12)4．齿轮模数估算 (13)5. 齿轮模数的验算 (14)（三）储丝走丝部件主要零件强度验算 (16)1．齿轮强度的验算 (16)2．主轴的验算 (19)（四）主轴组件结构设计 (21)1．轴承配置形式 (21)2．主轴组件的调整和预紧 (22)三进给传动设计 (22)（一）进给传动运动设计 (22)1．脉冲当量和传动比的确定 (22)（二）滚珠丝杆螺母副的型号选择和滚珠丝杆的选型和校核 (23)1．滚珠丝杆螺母副的型号选择 (23)2．滚珠丝杆的选型和校核 (25)（三）步进电机的选择 (28)1．根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号 (28)2．启动矩频特性校核 (30)（四）进给机构支承设计 (31)1．螺杆的支承形式 (31)2．螺杆的支承方式 (31)四数控系统设计 (32)（一）高频脉冲电源 (32)（二）数字控制系统设计...............................................................（33）(三)控系统硬件的电路设计 (34)1．单片机设计 (34)2．系统扩展 (38)3． I/O 口的扩展 (42)4．显示器的接口设计 (48)5．步进电机控制电路设计 (50)6．光电隔离电路设计 (57)7．部分控制程序 (58)8．其他接口电路设计 (70)参考文献…………………………………………………………………………（）谢辞………………………………………………………………………………（）引言本次毕业设计从2005年2月28号开始到本年的六月中旬结束，长达四个月。
电火花线切割全闭环控制装置的设计研究
（ 转第 ６ 下 １页）
工 艺 ・ 备 装
贮 丝 筒 的行 程 。 为 防 上 机 械 性 断 丝 ， 行 程 挡 块 确 在
《 电加工与模具）ｏ１ ２ｌ 年增刊
轮 间隙及 步进 电机 失步 等 因素 引起 的误 差 ， 而影 响加 工精 度 。为此 ， 从 研制 了一 种 电火花 线切割 加 工全 闭环控 制装 置 ， 它采 集线切 割编控 系统 （ 线切 割控 制 器） 出的 ｘ、 轴 步进 信 号与 机床 ｘ、 或 输 ｙ ｙ 轴拖板 的 光栅 尺位移 信 号 ， 步进 行 比较 、 补 运 算 ， 断是 否到 位 ， 而 实现 线切 割 机 床 的 全 逐 插 判 从
闭环控 制 。
关键词 ： 电火 花线 切割 加工 ； 闭环控 制 ； 度校 正补 偿 ； 用性 全 精 通
中图分 类号 ： ６ １ ＴＧ ６ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ９—２ ９ ２ １ ） Ｏ ０ ７—０ １０ ７ Ｘ（０ １Ｓ 一０ ５ ２
随着 航天 航 空 、 工 、 车 等 制造 领 域 ， 别 是 军 汽 特
轴 拖板 的光栅尺位 移信 号 ， 经光 电隔离后 ， 由内部单
片微机对 步进信号 进行 辨向 、 数 ； 光栅尺 信号进 计 对
行倍 频 、 向、 辨 计数 、 抗干 扰处理 ， 然后将 步进信 号输 入 的计 数单元 与光 栅 尺 位移 信 号 的计 数 单元 ， 步 逐 进行 比较 运算 ， 断机床 工作 台（ Ｙ拖板 ） 判 ｘ、 位移是 否 到位 ， 进行插 补处理 ， 再 通过模 式开关 选择相 应 的
主程 序 入 口
ｒ中 人 １ 断 口、
ｙ步进 输入信号 检 测 、辨 向 子 程 序
数控电火花线切割机设计
数控电火花线切割机设计数控电火花线切割机是一种专门用于工业制造中的精密加工设备。
在制造过程中，需要对金属材料进行各种形状的切割、孔洞的加工，以及模具和零件的加工。
因此，它拥有数控技术提供的高精度和高效率，能够满足不同工艺和制造需求。
在设计数控电火花线切割机时，需要考虑以下几个方面。
1. 机身结构设计数控电火花线切割机主要由机身、控制系统、工作台、电极和电源组成。
机身的设计直接影响到加工的精度和效率。
因此，厂家需要根据加工需求和机身材料的物理特性，精确计算机身的结构设计，制定出最佳设计方案。
此外，应考虑机台的稳定性、易于维护性和美观度等因素。
2. 控制系统设计数控系统是数控电火花线切割机的核心部件，需要提供准确可靠的控制。
平板、电脑和数值控制器三种控制设备都可以用于控制数控电火花线切割机。
不同控制方式的选用需要考虑加工的复杂性、加工精度和成本等参数。
3. 工作台设计工作台是数控电火花线切割机的加工基础，需考虑的因素包括机床结构、工件夹紧机构、工作范围和光滑度。
一台优良的数控电火花线切割机应具有可调节的工作台高度和光滑表面，可提高加工效率。
4. 电极设计电极是数控电火花线切割机的关键部件，可通过多种材料制作。
电极质量直接决定加工的稳定性和质量。
厂家需要考虑电极型号选配、电极材料选择、电极改装及扭能要求等参数。
5. 电源设计电源是数控电火花线切割机的核心部件，满足加工所需的电能和电流稳定。
它的设计需要考虑到产生的能量、供能的稳定性和滤波效果，以免影响加工的精度和效率。
在电源设计过程中，厂家应同步考虑电源的三相交流接口、电压变换器、反向保护器和电流保护器等。
总之，数控电火花线切割机的设计必须满足精度、效率、快速和稳定的工业加工需求。
只有在精细的设计和优质的组件的基础上，数控磨床才能提供全面的服务，并使加工设备的质量和生产效益得到提高。
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74P08
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研究内容及目的意义
• 数控是采用数字电子技术，对生产机械进行自动控制 • 数控是采用数字电子技术，最初应用与机床对形状复杂
的零件进行精密加工，后来逐步推广到绘图机，电火花线 切割机，火焰切割机，及其它行业生产机械的控制。 • 早期数控系统中的数控装置是根据宏旨对象的特定功能要 求，采用数字逻辑电路专门设计制造的，称为硬件数控系 统，他的通用性差，系统的研制和生产周期长，成本高， 灵活性差，越来越难以满足现代化生产的要求。 • 计算机的应用使数控技术的到了新的发展，出现了计算机 数控（CNC）系统。 • 计算机数控系统通过软件实现控制，改变控制功能，只须 重新设计相应的控制程序，硬件电路不需要或只作极少改 动，因而通用性和灵活性都好。
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19 16 15 12 9 6 5 2
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CS1 CS2 WE
OE A 12 A 11 A 10
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
1K
5.1K
2N930
1.2K
1K
1K
1K
1K
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IN4004*3
+12V
+5V
R25/40W*3 R100*3 1.2K
1K 1K
光电码盘
2N930
1K
1.2K
2N930
1K
5.1K
2N930
1.2K 7407*6
+5
1K
1K 30V
1K 1K
MA 74F02*4 74F04*4
MB
MC
74F04*4 MD
C
0.1K
8155
B
复位电路 22uF
B +5
+5 RESET
R8*0.27
U?Leabharlann A27 26 25 24
OUTA0 OUTA1 OUTA2 OUTA3
12 13 14 15 16 17 18 19
DB0 DB1 DB2 DB3 DB4 DB5 DB6 DB7
4 IRQ
22 10 11 21
CS RD WR A0
21 22 23 24 25 26 27 28
U?
12 13 14 15 16 17 18 19
AD0 AD1 AD2 AD3 AD4 AD5 AD6 AD7
RXD TXD ALE/P PSEN
10 11 30 29
AND
74LS08 1
3 2
8 9 10 7 11
CE RD WR IO/M ALE
6 TMROUT
3 TMRIN
4 RESET
VCC
PA0 PA1 PA2 PA3 PA4 PA5 PA6 PA7
21 22 23 24 25 26 27 28
A I3R I31 B3 B J6R J61 EN C CLK
PB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6 PB7
29 30 31 32 33 34 35 36
LE OE D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
74LS139
27256
6264
19 18 17 16 15 13 12 11
4 5 6 7
19 18 17 16 15 13 12 11
11 1
18 17 14 13
8 7 4 3
1 2 3 4 5 6 7 8
P10 P11 P12 P13 P14 P15 P16 P17
13 12
INT1 INT0
C
15 14
T1 T0
31 EA/VP
0.1uP
19 18
X1 X2
12MHZ 9 RESET
17 16
RD WR
0.1uP
8031
晶振电路
P00 P01 P02 P03 P04 P05 P06 P07
39 38 37 36 35 34 33 32
P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27
CLK EN C J61 J6R B3 B I31 I3R
A
PC0 PC1 PC2 PC3 PC4 PC5
37 38 39 1 2 5
VCC CH250
30V +12V
+5V
+5 0.1K
2SD798*6
IN4004*3 R25/40W*3 R100*3
1.2K
光电码盘
1K 1K
2N930
1K
2N930
火花线切割机控制系统
学 校： 专 业：自动化 班 级： 姓 名： 指导教师：
• 概述 • 研究内容及目的意义 • 硬件设计 • 软件设计 • 结论
概述
本文介绍电火花线切割机性能的一个设计实例， 给出该测试系统的基本设计要求、总体结构及其 机械与电控硬件、系统功能软件模块的设计方法， 讨论该测试系统的调试和特点。目前国内绝大多 数切割机生产厂家测试都是沿用传统的测试方法， 其测试精度低、误差大、效率低、数据不能存贮， 给产品质量追溯带来很大的不便。而国外发达国 家的生产厂家已经把微机引入到这一领域。近几 年来国内几家大型企业也陆续引进了此类设备， 但价格昂贵，因此，在我国研制性能稳定、测试 精度高测试系统，是一件很有意义而又迫切的工 作。
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V PP CE OE
A 14 A 13 A 12 A 11 A 10
A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
硬件设计
D
74LS373
D A
E
A B
Q7 Q6 Q5 Q4 Q3 Q2 Q1 Q0
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Y0 Y1 Y2 Y3
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
OUTB0 OUTB1 OUTB2 OUTB3
31 30 29 28
BD 23
SL0 SL1 SL2 SL3
32 33 34 35
RL0 RL1 RL2 RL3 RL4 RL5 RL6 RL7
38 39 1 2 5 6 7 8
7407*8
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