数控线切割机床辅助工作台的研究综述

数控线切割机床辅助工作台的研究综述

赵志 郝甜妹

山东协和学院 山东省济南市 250107

摘要：辅助工作台是近十年发展起来的高科技半自动生产设备，线切割机辅助工作台是工业机器人的重要组成部分，编程是成功实现任何程序性能目标的最大特征，辅助工作台优势主要表现在人工智能和超强适应能力上。数控线切割机床辅助工作台的精度和在各种环境下工作的能力在国民经济发展的大背景下具有很大的发展优势。随着社会的进步和发展，数控线切割机床辅助工作台也被广泛应用。其广泛应用已经成为机械工业的一种必要趋势，不仅仅限于轻工业、建筑业和国防工业，而且在其他行业中也得到广泛的应用。

关键词：数控 线切割 工作台 综述

引言

自20世纪中、后期以来，机械生产开始出现综合管理的现象。开始注重机械制作生产基础理论研究和涉及专业领域的扩大。发展机械工程和开发新的机械产品的目的在于增加企业生产能力，提高工业的劳动生产率，增加生产经济利益。辅助工作台是近十年发展起来的高科技半自动生产设备，数控线切割刀具辅助工作台的精度和在各种环境下工作的能力在国民经济发展的大背景下具有很大的发展优势。机械产品在发展的过程中，可以分成若干个独立的子系统，这些子系统相互联系，相互配合，例如：研究机械产品、设计机械产品、制造机械产品、维修机械产品。

1研究的目的和意义

现代工业用线切割机床辅助工作台起源于20世纪50年代初，辅助工作台具有多自由度功能的自动化机械制作的操作平台。随着社会的进步和发展，数控线切割机床进行辅助设计工作台也被广泛应用。电火花线切割加工是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式,是用线状电极(铜丝或钼丝)靠火花放电对工件进行切割。其意义包括：采用细金属丝作工具电极，切割刀具简单，大大降低生产准备工时；计算机辅助编程，方便加工复杂形状的直纹表面；电极丝直径较细，切缝很窄，有利于材料的利用，适合加工细小零件；对于粗、中、精加工，调整电参数即可，操作方便、自动化程度高；电极丝在加工中是移动的，可以完全或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响；当电极丝作相应倾斜运动时，可实现锥面加工。

2国外研究现状

位于美国某机械铸造公司于一九六二年，以原有的知识原理为依据，研制出一套新的CNC显示重现式数控线切割加工工艺辅助平台。名称为“万能自动化”。副工作面的动作系统模拟了坦克炮的工作方式，只有一个旋转和俯仰角，由气体带动，工作面的控制系统采用了一个大型的能量储存装置。1962年，普鲁曼公司与通用自动化公司合并组建了一家专门制造CNC加工机器的公司。80年代，美国Unimate与斯坦福大学、麻省理工学院联合开发了一种单臂式的工业用CNC加工机床，并配备微型电脑进行组装，其位置精度不超过1mm。美国还十分注重改善线切割设备的可靠性、改善产品的结构和降低生产费用。精度可以达到零点一毫米。

80年代以后，德国的机器工业就开始采用CNC加工机床的辅机，它的作用是提升，运输，焊接，钻孔和攻丝。德国kuka公司也是一款以自动化CNC加工设备为主的新型加工平台，并使用了新型的内部控制软件。

日本是以最快速度推进辅助加工设备。在1969年以后，日本从美国的两家制造公司引入了两种典型的加工工艺辅助平台，并对国内的CNC加工设备进行了研究和开发。根据统计，在1976所大学和科研机构中，有50余所大学和科研机构参与了对线切机的辅助加工。在一九七九年间，超过一百二十所大学及国家的科研单位，在研发电脑数控加工机械的基础上，所占的科研经费比重为42%。日本在1979完成了CNC线切割机的技术协助设计，其产品价值达到443亿日元，生产了14535套。

2国内研究现状

国产数控线切割机床的发展可以追溯到80年代，当时的社会主义市场经济还没有全面实施，由于我国的电子工业在国际上缺乏竞争，所以，我国的机床发展缓慢。在那个时候，我国能够制造机器的都是国营公司，他们的技术水平很高，但他们的产品并没有真正的与市场挂钩。因为计划经济的原因和进口的机器相比，我们的机器在数量和质量上都要逊色一筹，但这并不妨碍我们在生产成本上的巨大优势。

由于市场需求的发展，我国实行了市场经济政策之后，数控线切割床技术已经有了质的飞跃。在这个阶段国家针对实际情况，先后安排了“柔性制造系统技术(FMS) 开发研究"、“计算机集成制造系统(CIMS工程)的研究”等一系列重大的科研项目，大力推动我国数控线切割技术的自主研发进程。我国数控线切割机床的数控系统和伺服驱动系统，也由进口发展到了自主研发的阶段。

3数控线切割机床辅助工作台的主要部件

数控线切割机床技术辅助系统工作台采用端齿盘式分度设备，使得数控线切割机床辅助设计工作台有更强的通用性。其传动部件主要组成为齿轮传动。其他主要的组成构件是工作台端面、中心轴、支架、底座和箱体。它能承受较大的外部荷载，定位刚度性能好，精度高，分度定位夹紧工作由数控系统内部控制完成，可提高企业加工效率。工作台采用定位精度高、能够校正对齐的端齿盘夹紧装置。通过使用PLC技术，在设备的配置上增加了一个辅助工作台，它能够完成多个预先规划的任务，不仅能够大大减少控制电路的复杂度，还能够大幅度提升劳动效率。

图3-1  数控线切割机床辅助工作台总体方案与布局图

结语

数控线切割机床辅助工作台朝着高速化、高精度化、智能化、并联驱动化、网络化、绿色化方向发展。中国作为一个制造大国，电火花线切割加工为新产品试制、精密细微零件和模具的制造开辟了一条新的途径。已逐步成为一种高精度高自动化的加工方法。

参考文献

[1]张福学编著．数控线切割机床辅助工作台技术及其应用[M]．北京：电子工业出版社，2017．

[2]陈文升．数控铣床与加工中心夹具设计[J]．山东工业技术，2017(9)：41-41．

[3]李宝仁著．液压技术—低成本综合自动化[M]．北京：机械工业出版社，2019.9．

[4]彭惟珠．数控线切割机床角度多变专用夹具设计[J]．模具制造报，2017，9:74-77.

[5]潘亚苹．数控线切割机床加工精度提高的讨论[J]．科技与创新，2018，（08）：127-128．

[6]田永庆．数控线切割机床典型故障分析与排除[J]．江西电力职业技术学院学报，2019，32（09）：8-9．