电火花线切割机床四轴联动加工的实际探讨毕业论文.doc

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1、2013届毕业设计(论文)电火花线切割机床四轴联动加工的实际探讨 姓名： 系别： 机械工程系 专业： 机电一体化 班级： 机电 1014 学号： 指导老师： 职称： 讲师 目录摘要前言第一章 电火花线切割机床简介1.1电火花线切割的历史和将来1.2电火花线切割机床的种类1.3电火花线切割的基本工作原理第二章 电火花线切割机床型号2.1 数控电火花线切割机床的型号及参数标准2.2 X、Y坐标工作台2.3 储丝走丝部件的结构 2.3-1 对高速走丝机构的要求 2.3-2 高速走丝机构的结构2.4 进电方式 2.4-1 储丝筒进电方式 2. 4-2 丝架进电方式2.5电火花线切割机床电路参数第三章

2、电火花线切割机床电路详解3.1运动模块3.2高频输出模块3.3电源模块第四章 电火花线切割机床故障维修与保养4-1 机床故障维修的由来4.2 常用排除故障的方法4.3 实际故障排除 4.3-1 功能程序检验法 4.3-2 通过原理分析法 4.3-3 测量比较法 4.3-4 用交换诊断法确定驱动器是否损坏 4.3-5 联系厂家寻求技术支持 4.4操作安全第五章 调试5.1 零件图5.2 上、下异形零件的线切割加工工艺要求5.3生成加工轨迹 5.3-1 编制28mm圆的线切割加工程序 5.3-2编制正五角星线切割加工程序 5.3-3程序合成5.4、加工检验5.5、调试总结总结致谢词附录参考文献前

3、言毕业设计是学院对我们毕业生在大学中所学知识的一个检验，它几乎包含了我们学习的全部专业知识。通过所学的专业知识，能完成相应的课题设计，毕业设计工作做的好坏，直接体现了个人在大学阶段学习实力的强弱，反应了学生掌握专业知识的扎实性，我们必须拿出百分之百的热情，用心搞好毕业设计。随着生产的发展和技术的进步，高速走丝线切割加工日益普及，其中量大面广者仍为普通机床。而其电气系统，虽然不失一般机床电气的共性，却因为电火花加工的特殊性、加上线切割工作电极的独特性，使得它又表现出了鲜明的个性看起来平淡无奇的一个电路，说不定却隐藏着某种奥妙。本次设计共分为3个大部分，第一部分是对电火花机床参数、基本工作原理进行

4、简单的一些介绍，如：机床的结构、机床的进电方式等，第二部分是对电火花机床加工时我们遇到的某些问题和一些维修、处理方法；第三部分是对电火花机床维修好后，并加工一些零件进行调试和检测，我们在本次毕业设计中还穿插一些相应的图，来更形象的说明。本毕业设计说明书的小组成员有胡文武、刘幸、徐雯娜、刘阳征、孙波在编写过程中，湖南化工职业技术学院机械工程系张军讲师给予了具体指导，本设计说明书在编写过程中还参阅了大量的同行的教材、资料和文献。在此一并致谢。限于编者水平，设计中错误和不当之处在所难免，恳请读者批评指正。 编者2012年12月摘要电火花线切割加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除

5、导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和结构较小零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。关键词：电火花线切割、往复走丝机床、故障检修、机床原理。专业译文：Wire cut EDM machining is the use of working liquid submerged in the poles caused between pulse discharge of electrical erosion corrosion in

6、 addition to conducting material special processing method, also called electro discharge machining or electric erosion processing, English referred to as EDM. Edm is mainly used for processing with complex shape and small type hole structure parts; Processing of hard and brittle materials, such as

7、cemented carbide and hardened steel, etc.; Processing deep pore, shaped hole, deep groove, narrow seam and cutting chip, etc.; Processing various forming tools, sample and thread ring gauge, etc tools and measuring tools.Keywords: wire cutting, reciprocating silking machines, trouble, machine tool p

8、rinciple.第一章 电火花线切割机床简介1.1 电火花线切割的历史和将来电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。自1970年9月由第三机械工业部所属国营长风机械总厂研制成功“数字程序自动控制线切割机床”，为该类机床国内首创。1972年第三机械工业部对工厂生产的CKX数控线切割机床进行

9、技术鉴定，认为已经达到当时国内先进水平。1973年按照第三机械工业部的决定，编号为CKX 1的数控线切割机床开始投入批量生产。1981年9月成功研制出具有锥度切割功能的DK3220型的坐标数控机，产品的最大特点是具有1.5度锥度切割功能。完成了线切割机床的重大技术改进。随着大锥度切割技术逐步完善，变锥度、上下异形的切割加工也取得了很大的进步。大厚度切割技术的突破，横剖面及纵剖面精度有了较大提高，加工厚度可超过1000mm以上。使往复走丝线切割机床更具有一定的优势。同时满足了国内外客户的需求。由于技术的突破和电火花线切割机床加工精度高等各方面的优势，使得这类机床的数量正以较快的速度增长，由原来年

10、产量23千台上升到年产量数万台，据几年前的报告称全国往复走丝线切割机床的存量已达20余万台，应用于各类中低档模具制造和特殊零件加工，成为我国数控机床中应用最广泛的机种之一。正是因为电火花线切割在工业加工中表现出的优势。让电火花线切割机床在加工制造业中成为了必不可少的机种。1.2 电火花线切割机床的种类低速走丝线切割机电极丝以铜线作为工具电极，一般以低于0.2m/s的速度作单向运动，在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60300V的脉冲电压，并保持550um间隙，目前精度可达0.001mm级，表面质量也接近磨削水平。电极丝放电后不再使用，而且采用无电阻防电解电源，一般均带有自动穿丝和恒

11、张力装置。工作平稳、均匀、抖动小、加工精度高、表面质量好，但不宜加工大厚度工件。由于机床结构精密，技术含量高，机床价格高，因此使用成本也高。往复走丝电火花线切割机床的走丝速度为612 m/s，是我国独创的机种。但由于往复走丝线切割机床不能对电极丝实施恒张力控制，故电极丝抖动大，在加工过程中易断丝。由于电级丝是往复使用，所以会造成电极丝损耗，加工精度和表面质量降低。立式自旋转电火花线切割机（卧式自旋转电火花线切割机）。立式回转电火花线切割机的特点与传统的高速走丝和低速走丝电火花线切割加工均有不同，首先是电极丝的运动方式比传统两种的电火花线切割加工多了一个电极丝的回转运动；其次，电极丝走丝速度介于

12、高速走丝和低速走丝直接，速度为12m/s。由于加工过程中电极丝增加了旋转运动，所以立式回旋电火花线切割机与其他类型线切割机相比，最大的区别在于走丝系统。立式回转电火花线切割机的走丝系统由走丝端和放丝端两套结构完全相同的两端作为走丝结构，实现了电极丝的高速旋转运动和低速走丝的复合运动。两套主轴头之间的区域为有效加工区域。除走丝系统外，机床其他组成部分与高速走丝线切割机相同。与单向低速走丝电火花线切割机床相比，往复高速走丝电火花线切割机床在平均生产率、切割精度及表面粗糙度等关键技术指标上还存在较大差距。中走丝:中走丝”并非指走丝速度介于高速与低速之间，而是复合走丝线切割机床，其走丝原理是在粗加工时

13、采用8-12m/s高速走丝，精加工时采用1-3m/s低速走丝，这样工作相对平稳、抖动小，并通过多次切割减少材料变形及钼丝损耗带来的误差，使加工质量也相对提高，加工质量可介于高速走丝机与低速走丝机之间。1.3 电火花线切割机基本物理原理自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电解液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀

14、的材料在电解液中重新凝结成小的球体，并被电解液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。第二章 电火花线切割机床型号介绍2.1 数控电火花线切割机床的型号及参数标准我国机床型号的编制是根据JB183876（金属切削机床型号编制方法）之规定进行的，机床型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，它表示机床的类别、特性和基本参数。我们研究的数控电火花线切割机型号DK7725的含义如下：2.2 X、Y坐标工作台机床主要包括坐标工作台、运丝机构、丝架和床身四个部分。X、Y坐标工作台是用来装夹被加工的工件，X轴和Y

15、轴由控制台发出进给信号，分别控制两个步进电动机，进行预定的加工。工作台一、拖板拖板主要由下拖板1、中拖板2、上拖板3（工作台）组成。通常下拖板与床身固定联系；中拖板置于下拖板之上，运动方向为坐标y方向；上拖板置于中拖板之上，运动方向为坐标x方向。其中上、中拖板一端呈悬臂形式，以放置步进电机。为在减轻质量的条件下，增加拖板的结合面，提高工作台的刚度和强度，应使上拖板在全行程中不伸出中拖板，中拖板不伸出下拖板。这种结构使坐标工作台所占面积较大，通常电机置于拖板下面，增加了维修的难度。二、导轨坐标工作台的纵、横拖板是沿着导轨往复移动的。因此，对导轨的精度、刚度和耐磨性有较高的要求。此外，导轨应使拖板

16、运动灵活、平稳。线切割机床常选用滚动导轨。因为滚动导轨可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑方法简单。缺点是接触面之间不易保持油膜，抗振能力较差。滚动导轨有滚珠导轨、滚柱导轨和滚针导轨等几种模式。在滚珠导轨中，滚珠与导轨是点接触，承载能力不能过大。在滚柱导轨和滚针导轨中，滚动体与导轨是线接触，因此有较大承载能力。为了保证导轨精度，各滚动体的直径误差一般不应大于0.001mm。三、丝杆传动副丝杆传动副的作用是将传动电动机的旋转运动变为拖板的直线运动。要使丝杆副传动精确，丝杆与螺母就必须精确，一般应保证6级或高于6级的精度。是线电极电火花加工的简称，是电火花加工的一种，有时

17、又称线切割。四、齿轮副 步进电动机与丝杠间的传动通常采用齿轮副来实现。2.3储丝走丝部件的结构高速走丝机构主要用来带动电极丝按一定的线速度移动，并将电极丝整齐的排绕在储丝筒上。2.3-1 对高速走丝机构的要求（1）高速走丝机构的储丝筒转动时，还要进行相应的轴向移动，以保证电极丝在储丝筒上整齐的排绕。（2）储丝筒的径向跳动和窜动量要小。（3）储丝筒能正反向旋转，电极丝的走丝速度在7-10m/s范围内无级或有极可调或恒速运动。（4）走丝机构最好与床身相互绝缘。（5）传动齿轮副、丝杠副应具备润滑措施。2.3-2 高速走丝机构的结构高速走丝机构由储丝筒组合件、上下托板、齿轮副、丝杠副等部分组成。（见图

18、2.6）1、储丝筒旋转组合件储丝筒旋转组合件主要由储丝筒、联轴器轴承座组成。（1） 储丝筒。储丝筒是电极丝稳定移动和整齐排绕的关键部件。（2） 联轴器。走丝机构中运动组合件的电动机轴与储丝筒中心轴，一般不采用整体的长轴，而是利用联轴器将二者联在一起。2、上下托板走丝机构的上下托板多采用下面两种滑动导轨。（1）燕尾型导轨 （2）三角、矩形组合式导轨3、齿轮副与丝杠副走丝机构上托板的传动链是由2-3级减速齿轮副和一级丝杠副组成的。它使储丝筒在转动的同时，做相应的轴向移动，保证电极丝整齐的排绕在储丝筒上。2.4 进电方式高频进电及变频取样通常有储丝筒进电方式、丝架进电方式和挡丝块进电方式。2.4-1

19、 储丝筒进电方式储丝筒进电是通过储丝筒中心轴一端的石墨电刷实现的（见图2.23）。脉冲电源负极与石墨电刷相连，由弹簧保证石墨电刷与轴端紧密接触，且中心轴可旋转，使石墨电刷磨损后，两者仍能良好接触。2.4-2 丝架进电方式丝架进电一般有导轮直接进电和导电柱进电两种方式。（1）导轮之间进电方式。此方法（见图2,24）有利于减少脉冲电源的能量损失，并减少外界干扰。为减少导轮轴与进电部位的摩擦力矩，可采用水银导电壶结构（见图2.25）。为防止水银对导针的腐蚀，导针选用不锈钢制造，水银壶采用有机玻璃材料。 （2）导电柱进电方式。此种进行电方式的导电柱一般用硬质合金制成，固定在丝架的上、下臂处靠近导轮的部

20、位，通过其与电极丝的接触进电（见图 2,26）。此种进电方式的缺点是，由于放电腐蚀，导电柱会产生沟槽，因此，应不断适当的调整导电柱与电极丝的接触位置避免卡断电极丝。数控电火花线切割加工的过程中主要包含下列三部分内容：（1） 电极丝与工件之间的脉冲放电。电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极。在正负极之间加上脉冲电源，当来一个电脉冲时，从微观的角度看，自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电解液的汽化，形成一个气

21、泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电解液中重新凝结成小的球体，并被电解液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工。（2） 电火花线切割加工的走丝运动。为了避免火花放电总在电极丝的局部位置而被烧断，影响加工质量和生产效率，在加工过程中电极丝沿轴向作走丝运动。钼丝（电极丝）整齐地缠绕在储丝筒上，并形成一个闭合状态，走丝电机带动储丝筒转动时，通过导丝轮使钼丝作轴线运动。（3） 工件安装在上下两层的X、Y坐标工作台上，分别由步进电动机驱动作数控运动。工

22、件相对于电极丝的运动轨迹，是由线切割编程所决定的。2.5 电火花线切割机床电路参数电源板：输出220V、15V、15交流电压，关机床信号，90V、120V转换控制信号。 输出+5V、+12V、+12V电压，+12V对中电压。 220V经电源模块产生+12V和+5V电压，提供给其它电路板。交流15V经整流滤波稳压电流产生+12V电压，用于光耦合电路。交流15V经整流滤波稳压电路产生+12V电压，用于对中。 关机床信号通过控制继电器的闭合，断开机床工作电源。 90V、120V转换控制信号通过对继电器的开、关控制，选择90V或120V的加工电压。 220V电压经过电源板过压保护电路供给计算机，在电压

23、过高（超过238V）或过低（低于196V）时，能自动切断220V电源以保护计算机。通过调节可调电阻器R4，可调节上限值，调节可调电阻R8可调节下限值。跟踪板：根据当前工件与钼丝放电情况产生变频信号，自动调整变频快慢，当工件较厚或较硬时，电腐蚀速度放慢，放电间隙变小，采样得到的放电高频脉冲幅值小，经变频后的脉冲信号频率就较低，结果进给速度变慢，同时避免短路情况发生，反之进给速度较快，加工效率提高。a. 插座CN1、CN2、CN3为高频脉冲信号，送给高频驱动板。b. 插座CN4为工控机来的关机闯信号OFF和开高频信号KG，机床来的 换向信号PT2和断丝信号PS。 c. 插座CN5、CN6和按键显示

24、板相连，CN5发送显示信号，CN6接收键盘信息。d. 插座CN7、分别为机床来的对中信号DZ和高频驱动板来的加工波反馈 信号IF+、IF。e. 插座CN8为关机床信号OFFD，90V，120V转换控制信号SWD，与电源板相连。f. 插座CN9为向工控机发送的高频BP脉冲。g. CN11为+12V和+5V直流电源，与电源板相连。高频驱动板：将跟踪板送来的高频脉冲信号放大为高频高压的加工脉冲，同时通过互感线圈产生加工反馈信号送跟踪板。驱动模块：将工控机送来的电机控制信号放大，驱动电机转动。步进电机：U/V X/Y 轴步进电机的具体型号参数U/V轴的电机X/Y 轴的电机型号：45BF005-II反应

25、式步进电机相数：3步距角 ：1.5/3电压(V)：27电流(A)：2.5保持转矩N.m(kg.cm)：0.1964根线外接型号：75BF001反应式步进电机相数：3 步距角：1.5/3电压：30V 电流:4A 保持转距：0.88N.M 4根线外接第三章 电火花线切割机床电路详解DK7725型电火花线切割机床主要有两个大模块：运动轴和高频输出模块，他们相对独立又有一定的联系，下面为检修机床故障所需，简要分析一下该机床这两个模块的电路原理。3.1运动模块 运动轴模块中各部分之间的联系如下图：解释：运动轴模块中的核心部分是工控机，它负责将用户指令，机床加工过程中的实际加工状态，进行综合运算处理，将最

26、终结果转化为控制步进电机的正反转、速度的脉冲信号，使运动轴带动工件做出相应加工轨迹。用户指令：人通过操作面板如键盘、鼠标所输入到工控机里的加工程序，工件参数等，这是轴动作轨迹的主要依据。实际加工状态：包括储丝筒换相信号，高频加工信号，断丝信号。储丝筒换相信号：往复走丝机床中的走丝系统在换向过程中，钼丝会有一段时间的停顿，这个停顿时间轴是不能动的，如果它动会影响加工的尺寸精度和几何精度，所以这里有一个换相信号PT2来控制轴是否运转，这个信号是由机床的走丝系统发送给工控机的信号端子GK7的14信号口，走丝系统换向时输出一个低电平给14信号口。高频加工信号：是跟踪板通过检测加工工件时钼丝放电的情况，

27、将信号通过GZ9的1号和2号向工控机发送变频BP信号，由工控机GK7的18号和6号信号口接收，通过这一信号来调节轴运动的速度，实现对钼丝的保护和提高加工效率。断丝信号：断丝信号PS通过工控机的GK7好信号端口的16号端口输入到工控机，起到急停控制。断丝信号能够起到保护机床。和中断程序的再加工，提高生产效率。3.2高频输出模块高频模块中各部分之间的联系如下图：解释：高频模块中的核心部件是跟踪板，它通过按键显示板对其参数的调节，实际加工中钼丝放电的情况的信号反馈，进行综合处理，再发送出高频加工信号给高频信号板，实现对工件加工最佳方案。按键显示板是跟踪板与用户间对话的一个平台，用户可以通过它实现对加

28、工参数的调节（如脉宽、脉间、最大速、电流、高频等）和读取正在加工实际参数情况，它们信号间的传送是通过跟踪版的GZ5、GZ6和按键显示板的JX2、JX3。开高频信号：KG1是由工控机GK7的11号端口输出，由跟踪板的GZ4的2号端口接收。 KG是由工控机面板上的高频开关所控制输入的开高频信号，它们两者之间的关系如果没有KG，就算有KG1的话也不能打开高频信号。3.3电源模块电源模块包括系统变压器、高频变压器、电源板、功能电路（即桥式整流滤波电路和全波整流滤波电路）。它们间的关系如下图由上图可知电源进入后通过系统变压器和高频变压器的调节，转换出符合要求的标准电压，然后通过整流滤波电路得到大功耗用电

29、电路上的直流，如驱动器和高频加工电流都是加工用的。因此都用了独立供电模块。而其他机床上的工作电源都是由电源板提供的。下面简单介绍一下整流滤波电路。整流滤波电路：在该机床中有两个比较经典的功能电路，桥式整流滤波电路（给电火花加工高频电流提供电源）和全波整流滤波（给驱动器提供驱动步进电机的电源）电路，不管是桥式整流滤波电路还是全波整流滤波电路，他们都是将交流点变成直流的功能电路：桥式整流电路： 全波整流电路：滤波电路：桥式整流电路工作原理：如下图是交流电随时间变化的电压波形图。从图中可以看出交流电的电压大小、正负随时间变化。我们利用二级管的单向导通性能将交流电变成正负不变得直流电。当输入电压处于交

30、流电压的正半周时，二极管导通，输出电压vo=vi-vd。当输入电压处于交流电压的负半周时，二极管截止，输出电压vo=0。单个二极管电路输入和输出电压的波形如图所示。 当二极管组合成整流桥时电流的走向如下图最终整流出来的电压波形如下图：然后通过电容电路的滤波功能，将上图波形的电压变成近似直流的脉动直流下图为桥式整流滤波电路输入和输出的图形可以看出滤波后的电路为脉动直流电。通过选择电容的参数可以无限接近于直流电。全波整流电路：全波整流电路的功能与桥式整流电路的区别在于全波电路所接的变压器要求有严格有中心抽头的那种，如下图所示E2b就是中心抽头： 通过全波整流电路的电压波形图演示如下图经过电容电路的

31、滤波后如下图所示：第四章 电火花线切割机床故障维修4.1 机床故障维修的由来我们维修的对象是学校给学生用的电火花线切割机床，由于是学生操作不当，导致机床不能正常加工；正好我们要作毕业设计，老师特此安排这个课题给我们小组，我们接到此课题进行实际考察，得到初步观察现象：机床U/V轴不能动作，下面我们小组制定相应的方案。4.2 机床维修常用的几种方法介绍功能程序测试诊断法：功能程序测试诊断法是将数控机床的常用功能和特殊功能用手工或自动编程的方法编成一个功能测试程序，并存储在相应的介质上，如纸带和磁带等。在故障诊断时运行这个程序，可迅速地判明故障发生的可能起因。测量比较诊断法：数控机床的生产厂家为了调

32、整、维修机床的便利，在印刷电路板上往往设计了多个检测用的端子。用户也可利用这些端子将怀疑有故障的印刷电路板同正常电路板进行比较。通过测量这些端子的电压与波形，可以分析故障的具体部位与原因。维修人员如果能在机床正常状态时，留心记录这些印刷电路板的测量端子或一些关键部位的电压值和波形，在机床出现故障时，查找故障部位及原因将会更加方便。交换诊断法：交换诊断法就是在分析出故障大致起因的情况下，维修人员可以利用备用的印刷电路板、模板、集成电路芯片或元器件来替换有疑点的部分，察看能否消除故障。从而把故障范围缩小到印刷电路板或芯片一级。原理分析诊断法：原理分析诊断法是在观察、测量掌握了一定的逻辑电平和特征参

33、数后，通过分析机床系统的组成原理及各个部分的工作原理，逐步推断故障的可能部位。这个方法要求维修人员必须熟悉所修数控机床的性能特点和工作原理。4.3实际故障排除具体操作流程大致如下：4.3-1 功能程序检验法（1）开机床，看机床进入系统界面是否正常，基本系统操作是否完成。如果系统正常，基本排除系统软件问题。（2）查看系统界面是否有故障报警信号。若有故障报警，根据当时信号情况与厂家咨询，找提供的相应的资料，根据资料提示一一解决故障。根据当时实际情况，并没有发现故障报警。（3）查看故障报警记录，根据该机床以前容易出现的问题，总结出故障规律和故障现象。经过最近几次实习老师说是由于学生操作过程中的失误，

34、删除了该设备报警记录，所以没办法找到这个设备报警记录资料。（4）编辑简单的程序，检查机床的功能是否能正常运行。这里主要是检查四个轴的故障，所以我们只要编辑能让轴动起来的程序，就可以了。a、为了使故障现象更明显的发现，我们必须使每个轴能单个的运转起来。首先我们在操作面板上选择“单步运行”功能，其次还要把手动轴上的刻度值调到零，并锁定调定值，分别让X、Y、U、V轴运动，轴向“+”方向移动“20”。经过调试发现，X、Y轴能正常动作，控制面板上显示的坐标变化值与X、Y轴刻度盘上的值近似。b、如果U、V轴不能动作，但控制面板坐标变化值与刻度盘上的值一致。A、根据现象下结论：该故障可能为U、V轴不能动作，

35、且控制面板坐标值在变动，表明系统无关，可能是硬件出了故障。由前面四步初步得出故障现象：U、V轴运行不正常。下面我们定位故障：根据故障维修中先“机械”后“电器”的原则，我们先检查是否有机械某个部位引起的故障。（1）我们手动摇动U、V轴的摇柄，看轴能否动作；轴若能正常动作，说明机械部分没有问题。 现在根据操作发现，U、V轴能动作自如，说明轴的机械部分良好。（2）找到步进电机的转动轴，摇动轴，看步进电机的传动轴是否能转动。发现能正常转动，说明电机本身和传动部分无故障。B、根据现象下结论：机械部分没有故障，应为电路故障。综合运用各种排故方法，根据前两章的内容通过原理分析法知道，与U、V轴有关的电路模块

36、如：1、工控机2、跟踪板3、电源板4、系统变压器5、半波滤波电路6、步进电机驱动器7、步进电机（详细原理关系见图U轴电路原理图）如下图：4.3-2 通过原理分析法因轴X、Y能动，U、V轴不能动，那么四轴之间的公共部分是没有故障的，即工控机与跟踪板之间的连线#8-1的BP信号能传达到加工步进电机，所以很明显的我们不用测量，即可知道该线路的信号传递无故障。还有GK7-14的PT2机床换向信号亦正常 GK7-16的PS机床断丝信号正常4.3-3 测量比较法我们根据机床厂家提供本机床的参数，进行实际参数测量与来自厂家提供的参数进行对比。a 测量电源板输出的D12V是否正常；用万能表DC200V档位，测

37、量电源板DY6-45间的电压，应为12V左右。 实际测得为12.1V，电压正常，说明电源模块正常。b、 测量各个驱动模块的输入电压D12V部位是否正常，因为电源输出端虽然正常， 不一定输入到加工台的电器，用万能表DC200V档位，分别测量驱动模块X、Y、U、V的电源一端，正常值为12V左右。 实际测得驱动模块X、Y、U、V四个模块一端电压均为12.1V属于正常。说明驱动模块输入的电源正常。c、 测量电源+、电源，即VDD、VSS间的电压是否正常。该处电值为近似于脉冲电值，只能通过类比法，即VDD1-VSS1与VDD2-VSS2相互对比，将万用表调到DC200V档位，将表笔放到驱动器的电源+、电

38、源 上去测量。实际测得四个驱模块间电压大小相差不大，即VDD1-VSS1间的电源与VDD2-VSS2间的电压大致相同。结论VDD2-VSS2输入电压端正常。d、 测量脉冲信号是否输出；虽然显示面板显示电机的坐标发生变化，说明工控机已经输出执行命令，但具体有没有输出还是要检查一下，防止输出端口损坏，我们先让机床发出命令。即操作面板上的“单步运行”在运行过程中测量是否有脉冲输出。（因为是脉冲信号万用表显示的是一个跳动的示数。测量时用万用表的红/黑表笔接触脉冲输出端口，可以看到万用表的示数有变化且在某个值范围内有规则的跳动。说明有脉冲输出）经过测量发现U、V轴的脉冲信号有输出。e、 测量脉冲是否输送

39、到电机。用与D相同的方法检查步进驱动器的输出端口是否有脉冲输出。实际测量发现步进驱动器并没有脉冲输出。综合上面的检查发现。步进驱动器的有输入且正常。但没输出这是不正常的，可以初步说明该驱动器已经损坏。4.3-4 用交换诊断法确定驱动器是否损坏经检查发现，厂房里有一台与该机床型号参数基本类似的机床，我们运用交换法，用另一台机床的电机驱动器与该机床的驱动模块进行了对换。（若有备用驱动模块，用备用的换上也可以），换上U轴驱动器模块后，运用驱动程序检查，发现换上驱动器后，发现U轴运动正常。而另一台机床运行不正常，和这台机床原来的故障现象一样。用相同的方法检查v轴发现v轴的故障和u轴的故障完全一样。综上

40、所序：机床故障位为UV轴的步进驱动器同时损坏。a、故障分析在实际中，很少有因为元器件本身的问题而该使两个模块同时损坏，很有可能是因为某个外部条件的原因引起的。分析：这个故障应该是由驱动模块UV的某个公共地方引起的。而UV的公共地方有两个：一是D12V电源，另一个是VDD-VSS 7V的脉冲电源，D12V电源与XY均有公共，应该没有问题。VDD-VSS 7V电源的嫌疑最大。b、检查VDD-VSS电源通过对该模块的硬件外观检查，发现VDD2-VSS2的输出电源模块的电容C2有明显的肿胀现象，由此初步怀疑可能是C2已经损坏。将C1、C2取下，进行对比测量。（方法:将电子式万用表任意一根表笔接触电容一

41、只脚,然后用另外一根接触另一只,这时表针会迅速上升然后缓慢下降,这就是电容的充放电过程,说明电容是好的,如果没变化,那么交换表笔会出现上述现象的话,也说明是好的,如果都不出现充放电或表针上升后不降落的话或降落很快都说明电容坏，注意：手不要碰到电容的引脚。）发现C2的性能变差。故障说明因为电容的损坏，VDD2-VSS2应该输出的波形为将会变为：导致电源峰值发生变化，导致损坏驱动器。排故总结在实际机床维修过程中，有显性故障（像本次维修中的驱动器损坏）。隐性故障（电容损坏）。我们一定要注意像这次如果排除隐性故障，只将显性故障排除，在使用一段后，新换上的驱动器将又会烧坏，造成经济损失，所以我们在排除故

42、障的同时，要多思考一下该故障是因为什么引起的。下面进行上下异形到加工来检验次维修的成果，看机床是否还有其它问题。4.3-5 联系厂家寻求技术支持在检验机床的过程中难免会有一些问题会有所不了解，特别是前期刚开始接触电火花线切割机床时，一些电路原理和机床操作就需要借助外部的力量来解决这里张老师为我们请来了一个专业维修电火花线切割机床的刘师傅为我们指导.他为我们系统的讲解了一些电路原理知识，和一些基本的操作机床的方法，这里我们了解到了机床的操作系统型号为HF型机床绘图编程软件用的是CAXA软件。和一些机床大概的性能。还为我们介绍了操作系统为HL型的另外一台能正常工作的电火花线切割机床。我们要寻求厂家

43、的技术支持的操作流程：一 通过对机床上的铭牌细致的观察，和查阅随机床一起的使用说明。确定机床的型号以及生产厂家的名称和联系方式。我们的机床生产厂家是中国航空工业第六一三研究所民品发展基地。机床型号为DK7725,机床控制柜的型号为EDMC-VI。因为机床使用说明书上没有了联系电话我们通过网络搜索到该研究所的联系电话为86-0739-64361068二在联系厂家之前我们需要详细的了解机床故障的现象。我们需要向厂家说明的故障的现象有：给机床单步运行指令，XY轴能够根据指令正常动作。而UV轴不能动，但机床显示面板有显示UV轴的坐标有变化。并且经检查机床的机械部分是没有故障的。三前期工作做好后向生产厂

44、家的维修部联系。在与厂家取得联系后，先向生产厂家说明机床型号、操作系统以及出现的故障现象。并根据厂家技术人员的提示操作机床，然后反馈机床的工作状态。让厂家技术人员判断故障大概出现在什么部位。然后根据提示去检查故障。若是仍然还没有解决问题则需要和厂家协商派维修人员过来的经费问题。我们向厂家反馈问题后。经厂方的技术人员提示，拟定检查方案1.检查与UV有关的线路是否松动。或是连接导线是否有机械损坏，如导线断开的现象。我们经过认真仔细的检查，用万用表的电阻档x100测得连接导线是好的。2.检查信号端口是否有信号输出，电压是否正常。我们开动机床，给机床一个让U轴动起来的指令，逐一检查脉冲信号从工控机到步

45、进电机的线路的接口，发现信号到了步进驱动器的输出端口时就没有了，到这一步我们还不能确定是不是步进驱动器坏了，我们需要再检查步进驱动器的两套供电电源是否合格。通过测量发现电压都有输入，且电压都在正常范围内，由此可以判断U轴步进驱动器已经损坏。用相同的方法检测到V轴的驱动器也损坏了。 四检查出故障后，若要更换零部件的向厂家订购。这里我们损坏了两个KD-型反应式步进电机驱动器。我们需要向厂家订购两套KD-型反应式步进电机驱动器,并将我们的地址和联系方式提供给厂家。让他们通过快递的方式将货发过来。五更换零部件拿到新的步进电机驱动器后换上，换的时候注意，尽量做到拆一根导线接一根导线，避免接错。小结：在向

46、厂家寻求技术支持时，我们应先熟悉机床故障，以便能在和厂方技术人员交流时能准确的说明故障表现，帮助技术人员更好的判断故障位置。因为我们的机床已经过了免费维修期，所以能够在技术人员指导下维修好的情况下尽量自己将其维修好，以减少维修成本。下面进行上下异形到加工来检验这次维修的成果，看机床是否还有其它问题。4.3操作安全为不使机床及人员受到损坏及危害，在操作线切割加工设备时需注意以下事项。 1.只有经过此类机器设备培训的人员才能获准使用该机器设备。 2.为了避免加工液及电柜过热，冷却系统必须处于连续工作状态； 3.为了避免直接接触到通电的电线，必须关闭机台防护门； 4.不允许2人同时操作同一机台，在运行画面操作时，应尽量将荧屏亮度降低，并选择斜视观察画面，从而减少荧屏辐射给眼睛带来的伤害； 5.加工者应熟练掌握操作面板各按键的具体功能及使