線切割機(jī)床選型方法之一
驅(qū)動(dòng)單元，也是機(jī)床控制的關(guān)鍵，不同的驅(qū)動(dòng)單元能達(dá)到的加工精度也不一樣，在選擇驅(qū)動(dòng)單元時(shí)，要根據(jù)加工的工件的精度要求選擇合適的驅(qū)動(dòng)單元。（驅(qū)動(dòng)單元的選配）：驅(qū)動(dòng)單元包括驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)兩部分：
1、對(duì)驅(qū)動(dòng)單元的選購(gòu)主要在于驅(qū)動(dòng)裝置的選擇，
2、電機(jī)是通用的部件，性能差別只存在于不同的廠家和型號(hào)。驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要可分為：反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、混合式（也稱永磁反應(yīng)式）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)三大類。反應(yīng)式步進(jìn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子無(wú)繞組，由被勵(lì)磁的定子繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行�；旌鲜讲竭M(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永久磁鋼，由勵(lì)磁和永磁產(chǎn)生的電磁力矩實(shí)現(xiàn)步進(jìn)運(yùn)行。步進(jìn)電機(jī)受脈沖的控制，通過(guò)改變通電的順序可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，改變脈沖的頻率可改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。步進(jìn)電機(jī)有一定的步距精度，沒有累積誤差。但步進(jìn)電機(jī)的效率低，拖動(dòng)負(fù)載的能力不大，脈沖當(dāng)量不能太大，調(diào)速范圍不大。目前步進(jìn)電機(jī)可分為兩相、三相、五相等幾種，常用的是五相步進(jìn)電機(jī)。在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間里，步進(jìn)電機(jī)占很大的市場(chǎng)，但目前正逐步為伺服電機(jī)所取代。目前常用的伺服電機(jī)是交流伺服電機(jī)，在電機(jī)的軸端裝有光電編碼器，通過(guò)檢測(cè)轉(zhuǎn)子角度用以變頻控制。從最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)都能平滑運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小。伺服電機(jī)有較長(zhǎng)的過(guò)載能力，有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。伺服電機(jī)有很小的啟動(dòng)頻率，能很快從最低轉(zhuǎn)速加速到額定轉(zhuǎn)速。采用交流伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)器件，可以和直流伺服電機(jī)一樣構(gòu)成高精度，高性能的半閉環(huán)或閉環(huán)控制系統(tǒng)。由于交流伺服電機(jī)內(nèi)是無(wú)刷結(jié)構(gòu)，幾乎不需維修，體積相對(duì)較小，有利于轉(zhuǎn)速和功率的提高。目前已經(jīng)在很大范圍內(nèi)取代了直流伺服電機(jī)。采用高速微處理器和專用數(shù)字信號(hào)處理機(jī)（ DSP ）的全數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)出現(xiàn)后，原來(lái)的硬件伺服控制變?yōu)檐浖欧刂�，一些現(xiàn)代控制理論中的先進(jìn)算法得到實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而大大地提高了伺服系統(tǒng)的性能，因此伺服單元能較大的提高加工效率及加工精度，但伺服驅(qū)動(dòng)單元的價(jià)格也較高。隨著伺服控制技術(shù)的逐步提高，目前伺服驅(qū)動(dòng)單元正逐步成為驅(qū)動(dòng)單元的主力軍，伺服驅(qū)動(dòng)單元的價(jià)格也在逐步減低伺服驅(qū)動(dòng)器有兩種。一種采用脈沖控制方式，此種驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)閉環(huán)，但不反饋到數(shù)控系統(tǒng)，這種驅(qū)動(dòng)器在某種程度上可稱為開環(huán)控制的伺服控制。另一種采用電壓控制方式，通過(guò)電壓的高低進(jìn)行電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，電機(jī)的反饋信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)器反饋到數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行位置控制。
3、選擇驅(qū)動(dòng)單元時(shí)，也要考慮驅(qū)動(dòng)單元的價(jià)格在整臺(tái)數(shù)控機(jī)床中的比例。整臺(tái)數(shù)控機(jī)床價(jià)格較低的一般選擇步進(jìn)驅(qū)動(dòng)單元，而價(jià)格較高的機(jī)床選擇伺服驅(qū)動(dòng)單元。但選擇驅(qū)動(dòng)單元的同時(shí)，也要考慮驅(qū)動(dòng)單元與數(shù)控系統(tǒng)的匹配問(wèn)題，選擇閉環(huán)控制系統(tǒng)時(shí)必須選擇閉環(huán)的伺服驅(qū)動(dòng)單元。交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場(chǎng)合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來(lái)做執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C(jī)。
四、功能選擇以上是根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的加工精度進(jìn)行考慮，除此以外，還要從數(shù)控系統(tǒng)的功能選擇上考慮。
1 ）控制軸數(shù)控系統(tǒng)：控制軸的數(shù)量也是選擇的關(guān)鍵。按控制軸的數(shù)量可分為兩軸聯(lián)動(dòng)、四軸聯(lián)動(dòng)、多軸聯(lián)動(dòng)等�？刂戚S的數(shù)量越多，機(jī)床所能加工的形狀越復(fù)雜，但其成本就越高。目前線切割割機(jī)床一般用兩個(gè)直線移動(dòng)軸聯(lián)動(dòng)，有錐度裝置的附加二個(gè)直線移動(dòng)軸。高檔的系統(tǒng)則聯(lián)動(dòng)的軸更多，代表線切割機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)，其中四個(gè)軸分別為 XYUV 直線移動(dòng)軸，一個(gè)軸為 Z 軸作上下直線移動(dòng)軸，五軸聯(lián)動(dòng)時(shí)可加工出比較復(fù)雜的空間零件。當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持，對(duì)機(jī)床的要求也極高�？刂戚S越多，數(shù)控系統(tǒng)的價(jià)格成幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)。因此，在選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，要根據(jù)機(jī)床本身的運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行選擇，多余的控制軸并不能提高機(jī)床的控制精度，反而增加了數(shù)控系統(tǒng)的成本。
2 ）圖形顯示系統(tǒng)的圖形顯示功能，該功能用于模擬零件加工過(guò)程，顯示真實(shí)刀具在工件上的切割路徑，可以選擇直角坐標(biāo)系中的一個(gè)平面，也可選擇不同視角的三維立體，可以在加工的同時(shí)作實(shí)時(shí)的顯示，也可在機(jī)械鎖定的方式下作加工過(guò)程的快速描繪，是一種檢驗(yàn)零件加工程序，提高編程效率和實(shí)時(shí)監(jiān)視的有效工具。上述這類問(wèn)題在數(shù)控線切割機(jī)床的功能配置時(shí)是經(jīng)常遇到的，作為一個(gè)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和銷售人員以及投資購(gòu)買者，都必須清楚了解數(shù)控系統(tǒng)的各種功能用途，根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況為用戶配置經(jīng)濟(jì)合理、功能和價(jià)格比都比較高的數(shù)控機(jī)床，減少不必要的浪費(fèi)。
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