1 引言 

　　電火花線切割加工(Wirecut Electrical Discharge Machining，簡(jiǎn)稱WEDM)，有時(shí)又稱線切割。其基本工作原理是利用連續(xù)移動(dòng)的細(xì)金屬絲(稱為電極絲)作電極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電蝕除金屬、切割成型。線切割主要用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造成本低等突出優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用，目前國(guó)內(nèi)外的電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的60%以上。 

　　2 慢走絲加工機(jī)床 

　　2.1線切割機(jī)床分類 

　　根據(jù)電極絲的運(yùn)行速度不同，電火花線切割機(jī)床通常分為兩類：一類是高速走絲電火花線切割機(jī)床(WEDM-HS)，其電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為8～10m/s，電極絲可重復(fù)使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動(dòng)和反向時(shí)停頓，使加工質(zhì)量下降，是我國(guó)生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種，也是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式;另一類是低速走絲電火花線切割機(jī)床(WEDM-LS)，其電極絲作低速單向運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、抖動(dòng)小、加工質(zhì)量較好，但加工速度較低，是國(guó)外生產(chǎn)和使用的主要機(jī)種。本文介紹的是臺(tái)達(dá)ASD-AB伺服在慢走絲加工機(jī)床上的應(yīng)用案例。 

　　2.2線切割機(jī)床結(jié)構(gòu) 

　　慢走絲和快走絲作為加工機(jī)床主要的組成部分包括： 

　　(1)主機(jī)：包括床身、坐標(biāo)工作臺(tái)、走絲機(jī)構(gòu)等; 
　　(2)脈沖電源：把交流電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流; 
　　(3)控制系統(tǒng)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)，是本文討論的重點(diǎn); 
　　(4)工作液循環(huán)系統(tǒng)：提供清潔的、有一定壓力的工作液。 

　　3 基于臺(tái)達(dá)伺服技術(shù)的運(yùn)動(dòng)控制 

　　3.1硬件介紹 

　　控制部分就是上位機(jī)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)： 

　　(1)上位機(jī)：是基于PC架構(gòu)的慢走絲機(jī)床專用NC控制器; 
　　(2)伺服系統(tǒng)：兩套臺(tái)達(dá)ASD-AB10212MA伺服控制器和臺(tái)達(dá)ECMA-G31309ES大慣量伺服電機(jī)。 
　　(3)機(jī)械傳動(dòng)：伺服電機(jī)直連螺距為6mm的絲桿。 

　　3.2技術(shù)難點(diǎn) 

　　慢走絲機(jī)床上的伺服應(yīng)用的主要技術(shù)難點(diǎn)就是在0.5~0.2rpm超低速運(yùn)行過(guò)程中保持穩(wěn)的追隨誤差，同時(shí)追隨誤差又必須小于2個(gè)脈沖。這樣的超低速技術(shù)要求實(shí)際上是和慢走絲機(jī)床的加工特點(diǎn)有密切的聯(lián)系的。 

　　慢走絲機(jī)床的電極絲直徑通常0.03~0.35mm，而其加工工件時(shí)中心線在工件上切過(guò)的面積總和最大可達(dá)約為350m㎡/min，慢走絲機(jī)床加工的工件與快走絲不同通常都是既對(duì)加工精度要求很高又有很大的加工厚度。這就對(duì)慢走絲機(jī)床的進(jìn)給速度有很高的要求，速度必須在一定的范圍內(nèi)，過(guò)快的速度會(huì)造成加工不徹底，在工件表面留下深淺不一的粗糙痕跡使表面粗糙度變差，同時(shí)也會(huì)造成電極絲振動(dòng)加大，易造成斷絲!至于伺服系統(tǒng)小于2個(gè)脈沖的追隨誤差，則是因?yàn)榫�切割的加工原理就是正負(fù)電極之間不斷放電灼燒工件表面，就是說(shuō)兩個(gè)電極之間要保持一定的距離，既不能接觸在一起造成短路，又不能距離太遠(yuǎn)造成斷路! 

　　4 大慣量伺服系統(tǒng)調(diào)試 

　　4.1系統(tǒng)調(diào)試 

　　對(duì)于調(diào)試過(guò)程可說(shuō)是難點(diǎn)重重，因?yàn)榭蛻魴C(jī)械整體的負(fù)載就非常的大，而且還要在加工的過(guò)程中在加工槽里注滿水，使得負(fù)載慣量和負(fù)載質(zhì)量更大，增加了伺服的控制難度。為了保證2個(gè)脈沖的追蹤誤差，所以伺服控制器的增益必須維持在一個(gè)較高的水平，但是由于幾乎不允許出現(xiàn)任何的振動(dòng)，那么伺服控制系統(tǒng)的增益還不能夠過(guò)大，也就是說(shuō)在穩(wěn)定的響應(yīng)水平和穩(wěn)定的控制平衡度之間尋找一個(gè)平衡點(diǎn)，這個(gè)平衡點(diǎn)的選取就是我們調(diào)試的關(guān)鍵。 

[$page]　　由于該設(shè)備的運(yùn)行速度不能超過(guò)我們調(diào)試軟件估測(cè)負(fù)載慣量所需的運(yùn)行速度200rpm，所以只能通過(guò)不斷的試驗(yàn)，對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，以找到最佳的增益參數(shù)，也就是將伺服參數(shù)中跟增益有關(guān)的2-00(位置控制增益)，2-02(位置前饋增益)，2-03(位置前饋增益平滑常量)，2-04(速度控制增益)，2-06(速度積分補(bǔ)償)，以及跟共振有關(guān)的2-25(共振抑制低通濾波)，2-23(共振抑制Notchfilter)，2-24(共振抑制Notchfilter衰減率)進(jìn)行不斷的試驗(yàn)設(shè)置和運(yùn)行測(cè)試，2-00主要作用是保持位置環(huán)控制響應(yīng)水平的，2-04主要作用是保持速度環(huán)控制響應(yīng)水平的，這兩個(gè)值是伺服響應(yīng)的基礎(chǔ)，而2-02和2-06的主要作用就是減小位置控制誤差和速度控制誤差的，將這兩個(gè)值調(diào)到很高的位置可以明顯地減小追隨誤差。2-03作用就是可以大大的降低傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)振動(dòng)。 

　　剛剛開(kāi)始調(diào)試時(shí)，很快就將