面向模具制造系统的电火花线切割dnc系统研究

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1、面向模具制造系统的电火花线切割KX系统研究摘要：研究了面向模具制造系统的直接数字控制ic＞电火花线切割系统的结构和实现方法，以提高系统的自动化水平、总体的生产效率和响应速度，为线切割B/C系统构成提供了一定的理论依据。关键词：模具制造系统线切割B/C■引言模具制造水平是反映一个国家总体制造水平的重要标志之一。随着国民经济的发展，对模具的要求也越来越高。其中之一是在大市场的条件下，模具制造要适应快的特点，制造厂商对订单的响应速度，可能决定其在市场上的成败。而要提高响应速度，仅仅从提高设备台数和单台生产效率是不够的，应从整体上提高模具制造系统

2、的自动化水平和管理水平。在模具制造系统中，电火花线切割起到了重要作用。模具零件，特别是模具关键件1模具成形部分＞很大部分是由线切割完成的，其工作量很大。因此构造与模具制造系统相匹配的、具有较高自动化水平和一定管理协调能力的直接数字控制嚳/€＞电火花线切割系统是很有意义的。2电火花线切割ifC系统的总体结构电火花线切割机的数控系统己日臻完美。但目前仍有大量线切割机是一台配一套控制系统，自动编程程度低，特别是早期的控制系统，用单板机控制，多用手工编程或计算机编程后用手工或穿孔带输入。较先进的线切割机配备了微机，利用微机较强大的图形和数据处理功

3、能进行绘图、编程乃至控制。即使如此，大多也是独台使用。这对大量生产制造模具这种产品＜多品种、小批量＞的制造系统来说，反应慢、效率低，与要求高效的模具制造系统不相适应。在规模稍大的模具制造厂＜车间＞，需要线切割加工的零件数量很大，往往配置了几台，甚至几十台各种规格的线切割机。因而渐渐地出现了群控系统的概念，但其仅仅是把自动编程系统与线切割机简单连接，只是节省了编程和输入的工作量。为了提高反应能力和生产效率，应把多台线切割机构成一套完整的B/C系统。这套I/C系统自身应具备较高的自动化水平和一定的计算机辅助管理水平，同时又保持单机的灵活性和系

4、统的可重构性，并与模具制造系统的CiB构成一体化，即将模具CT遣软件产生的设计信息，快捷、安全地与H联机，实现CiB/仏■的集成。图I显示了电火花线切割机》/C系统的总体结构。系统主机与数控系统计算机各行其职，又互联，既保证控制系统的实时性，又保证线切割机的独立性和可重构性，它体现了开放式体系结构的特点，从而使系统具有良好的可扩展性、可维护性、可移植性等特点，各层之间通过数据接口来实现其间的通讯。系统包括图形处理功能，一方面接收如虚拟企业、企业联盟、中心等传给的信息经数据交换格式＜如理后，通过自动编程系统生成控制程序；另一方面自身又能进行

5、模具零件的设计并转换成控制指令。编程系统也可直接编制程序。管理系统对若干天内的B/C工作做出计划，使系统内的各种线切割机做到均衡负荷，并为管理人员和操作人员的工作进行提醒。I电火花线切割机ifc系统的总体结构线切割自动编程系统要实现系统的集成化，首先要解决图形的输入问题。形系统具有强大的图形输入和编辑功能，是目前微机上最活跃的CT遍系统。基于L慮环境的线切割自动编程系统具有良好的应用前景。自动编程系统的模块结构如图2所示自动编程系统的模块结构软件包括系统功能＜进行5»、4i、Bt代码文件的编辑打印、系统参数的设置等＞、代码指令图形逆转换＜

6、用以检查代码指令的准确性＞、代码指令转化、各专用零件的参数化设计、代通信等。系统可接受模具设计软件如BTII的设计结果，根据图形经缩放间隙后直接转化为数控指令。参数化建模针对专用零件如抛物线、渐开线零件及凸轮、齿轮等进行参数化设计。图3显示的是系统界面上该模块的下拉式菜单。图3系统界面及参数化设计的下拉式菜单要实现线切割加工CiXB/CT遍集成化，还必须使形转化为fC机床能接受的指令。算法步骤如下：(1>利用匕如的命令生成刀具曲线。<2〉对CT邊图形元素按加工顺序重新排序，算法是：STEPI：选取加工首点和加工方向，在图形数据库中找到加工

7、的第一个元素，并将其终点置为当前点，已找到的图形元素设置己排序标志。STO：搜索与当前点有关的图形元素，如该图形元素没有被排序，则该元素为当前元素，当前元素的另一端点为当前点，同时将该元素设置已排序标志。nw:重复stw,直到图形己封闭或所有元素都己排序<5>对己排序的所有图形元素生成/C指令线切割机保留单独控制器结构，以提高实时性和可靠性。计算机通过必232串行口与线切割机控制器通讯口相连，可实时输入线切割程序对机床进行控制，或通过机床的电报头模拟纸带输入进行控制。同时，控制器可向计算机传输机床状态信息，如断丝、短路、加工开始、结束等，

8、以实现计算机对多台线切割机的管理和控制。实现计算机与线切割机的串行通讯，其原理框图如图4所示。图4串行双向数据传输原理图4管理系统管理系统具有如下功能：＜1＞生成切割工艺参数库，对切割电流、切