数控线切割加工模拟

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1、实验六数控线切割加工模拟一、实验目的1.了解数控线切割加工的原理、特点和应用；2.学会编制一般零件的线切割加工程序；3.了解线切割加工程序的输入方法。二、实验内容1.编制附图中1～2个零件的加工程序(参见图16-12)。2.在计算机上，利用《数控线切割》实验教学课件，了解数控线切割加工的工作原理、工作过程、特点及应用范围，并进行零件加工程序的输入、调试及仿真加工。3.将加工程序输入线切割模拟仪，画出图形，检验程序的正确性。三、实验设备SCX-1型数控线切割模拟仪，微型计算机(含《数控线切割》CAI软件)。四、数控线切割加工及模拟仪简介

2、图16-1数控线切割机床数控线切割机床是一种在数字指令控制下完成线电极电火花加工过程的设备(如图16-1所示)。它由以下三大部分组成：机床部分(包括运丝机构、工作台、床身、工作液系统等)、脉冲电源和微机控制装置。被切割的工件为工件电极，钼丝为工具电极。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。钼丝与工件之间施加足够量的、具有一定绝缘性能的工作液。当两者的距离缩小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，形成瞬时放电通道，产生瞬时高温，使工件的金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来。若切割台带动工件不断进给，在后续的脉冲电压作用下，重复

3、上述过程，就能完成连续切割。因为贮丝筒带动钼丝作交替正反向高速移动，所以钼丝基本不被蚀除，可使用较长时间。线切割能加工各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金、金属陶瓷等。加工时，钼丝与工件始终不接触，有0.01mm左右的间隙，几乎不存在切削力。它能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件及窄缝等，尺寸精度可达0.02～0.01mm，表面粗糙度值可达Ra16μm。微机控制装置的核心是TP-801A单板机，其控制程序固化在EPROM存贮器中，可实现全部功能的自动控制。切割加工前，用户程序按规定的格式编入运动轨迹及尺寸参数，用键盘

4、(或纸带、磁带)输入到RAM存贮器中。启动后，单板机即按照加工程序依次发出一系列电脉冲，分别驱动X，Y两个方向的步进电机。步进电机每接收到计算机发出的一个脉冲信号，其输出轴就旋转一个步距角(3′～0.36′)，通过一对齿轮变速，带动丝杠转动，从而使安装在切割台上的工件在相应方向上移动0.001mm(即一个脉冲当量——一个脉冲代表的位移量)。 工件在切割台平面内X，Y两个方向的交替运动之合成，可形成任意复杂的平面加工轨迹，从而切割出所需的图形。为了切割出所需的平面图形，微机控制装置要进行坐标控制，即控制工件与钼丝相对运动的位置或轨迹。为此，要在已建立的

5、坐标系内，依据给定的曲线(工件的轮廓线)不断求取刀具(钼丝)中心的坐标数据，此过程即所谓的“插补”。由于数字控制中使用的是数字量，并且以电脉冲的形式来表示，因而可以说，插补的作用就是产生给定曲线的指令脉冲序列。为了使插补器结构简单，通常用直线或圆弧去逐段逼近给定曲线。这样，只要能进行直线插补和圆弧插补就可以了。进行插补运算所需的原始信息是直线所在的象限、起点和终点的坐标，或是圆弧所在的象限、走向、圆弧半径、起点和终点的坐标等指令和数据。工程上，常采用逐点比较法(偏差判别的方式)的插补原理。与其它方法的区别在于，此法是按照刀具的实际位置(以指令位置坐标表

6、示)与规定图形的位置偏差，引导刀具跟踪规定图形。这是一种偏差产生运动信息的间接方法。其基本思想可归纳为四个步骤：1)偏差判别按刀具的实际位置与规定图形的位置偏差，确定进给的方向；2)进给沿减小偏差的方向进给一步，以向规定图形靠拢；3)偏差计算计算刀具在新位置上对规定图形的偏差，作为下一步偏差判别的依据；4)终点判别若未到终点，则回到步骤1)，若已到达终点，则发出运算完成信号。按上述步骤不断循环下去，即可实现平面上直线和圆弧插补。图16-2直线的图像下面仅以直线插补为例加以简要说明。如图16-2，设插补第1象限直线OA，K为OA近旁一动点(刀具

7、某时刻的位置)。将直线OK的斜μj/λi与OA之斜率μe/λe相比较，可得反映动点K对直线OA的位置偏差判别式：Di，j=(μj/λi)-(μe/λe)(1)可见Di,j=0时，K点在直线OA上；＞0时，K点在直线OA的上方；＜0时，K点在直线OA的下方。因此，为使点K逼近直线OA，当发现Di,j≥0时，应发出+λ指令；当发现Di,j＜0时，应发出+μ指令。每发出一个指令脉冲，动点K即取得一个新坐标值。将该值代入(1)式求出新位置的偏差，从而确定下一步的走向。如此反复进行下去，即可完成直线插补。指令脉冲的合成轨迹是一条逼近OA

8、的阶梯形折线，逼近误差恒小于一个脉冲当量。另外，到达终点之前，恒有