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电火花成形加工机床的控制系统’（二）

1.短路(短路脉冲）。工具电极与工件直接短路相接，这是由于伺服进给系 统瞬时进给过多或放电间隙中有电蚀产物搭接所致。间隙短路时电流较大，但 间隙两端的电压很小，没有蚀除加工作用。

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虽然短路本身不蚀除工件，也不损伤电极，但在短路处造成了一个热点，当 短路消除时易引发拉弧。

为了清晰地描述放电间隙状态，文中给出的间隙状态图是经过处理的。B-B;在 实际电火花加工过程中，以上各种放电状态在实际加工中是交替或随机出现的 (与加工要求和进给量、冲油、间隙污染等有关），甚至在一次单脉冲放电过程中， 也可能交替出现两种以上的放电状态。

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1)比较环节

比较环节用以根据给定值来调节进给速度，以适应粗、中、精不同的加工要 求。其实质是把从测量环节得来的信号和给定值的信号进行比较，再按此差值 来控制加工过程。C-C

2)放大环节

差值信号一般都比较小，难以推动执行元件，所以必须要有一个放大环节， 通常称为放大器，常用的放大器主要是晶体管放大器。

3)执行环节

执行环节也称执行机构，主要是指主轴头的伺服执行机构（随动系统），其根 据控制信号的大小及时地调节工具电极的上下进给，以保证合适的放电间隙，保 证电火花加工正常进行。D-D

执行环节多采用各种伺服电动机，如步进电动机、交直流伺服电动机、直线 电动机等。

2.加工过程参数控制系统

该系统的作用体现在以下两个方面。

1)保证获得安全、稳定的加工

电火花加工中经常会有各种各样的干扰，除了正常的火花放电外，还有短路、拉弧、空载等，单靠主轴头的伺服进给不能完全避免这些情况的发生，需要不 断检测加工过程并在出现严重干扰时作出快速响应。A-A

2)获得较佳的工艺指标

电火花加工过程总的来说是慢过程，既要保证表面质量、加工精度，又要减 少加工时间，保证生产效率，需要不断优化控制参数，这是加工过程参数控制系 统的另一个作用。B-B;参数的优化控制必须在加工过程中进行，因为较佳参数值总 是随着加工过程中的具体条件不断变化的。

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放电加工过程中参数的变化快速而复杂，相应的控制参数，如脉宽、脉间、抬 刀等，也必须实时调整。一方面，这种调整不可能手动进行；另一方面，如果不顾 实际情况，完全按照预先设定的参数进行定时定量地调整，也得不到理想效果， 比如定时抬刀（人为规定抬刀的时间和频率），抬刀频率过高会降低加工速度，频 率过低又易导致拉弧烧伤。C-C

先进的电火花机床均采用自适应控制系统控制加工过程。

自适应控制是指按照预定的评估指标（反映控制效果的准则），随着外界条 件的变化自动改变加工控制参数和系统的特性（系统结构参数），使之尽可能接 近设定目标的控制方法。

自适应控制系统一般有一套控制策略，在对加工过程实时监控所得数据的 基础上，根据该策略确定新的控制参数和调整系统特性。当前常依靠所谓* 系统提供新的控制参数和系统特性，实际是一个由众多经验值组成的数据库。

3.加工轨迹控制系统

轨迹控制是精确地控制工具电极相对于工件的运动轨迹，使零件获得所需 的形状和尺寸。D-D

轨迹控制的具体内容将在项目二部分讲述。

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案例讲解：电极的设计（*二部分）

（1）选择型芯毛坯的底面的参考点平面。此时系统的信息提示区显示选择平面创建参考点，可以选择毛坯的底面，如图5.67所示。

（2）接受系统的默认偏移值。A-A’

如图5.68所示，选中底面作为参考点所在的平面后，系统将会自动设定X、Y和Z方向的偏移值，可以单击Apply按钮接受默认值，也就是X、Y偏移值均为0,而Z偏移值为一55_1501，Z向偏移值是系统根据选择的电极脚依附面而计算出来的。

单击Apply按钮后，系统将显示电极坐标系，该坐标系的各轴方向与原来的工作坐标系一样，只是原点位置不同，并且X、Y和Z轴的名称标示不同,并且，绘图区中的参考点也就显示出来，上面为负数的Z的偏移距离值就是相对于该参考点在Z轴负向的偏移值。B-B’

(3)在EWCS对话框中单击Back桉钮返冋。

(4)在ElectrodeDesign对话框中申击Foot按钮开始定义电极脚。

(5)选中电极头实体，其余的选项使用系统默认值，在Foot对话框中单击Apply按钮，如图5.69所示。

(6)显示生成的电极脚。生成的电极脚将依附在电极头的上方，如图5.70所示，因为电火花加工中，电极实体是向下进给的。

(7)在Foot对话框中单击Back按钮返回。