五轴联动数控电火花加工装备集成数控技术

　　五轴联动数控电火花加工装备代表着当今国际同行业装备数控技术的先进水平，由于具有五轴联动的功能，所以相应的数控电火花加工装备能解决一些关键零部组件的加工难题，对先进技术制造业具有重要的作用。掌握五轴联动数控电火花加工装备集成技术，可推动我国多轴联动数控电火花加工设备关键技术进步，满足我国先进制造技术对先进加工装备的需求。

　　为了满足我国航空航天产品复杂结构零组件的加工要求，突破先进特种加工制造装备的关键技术，实现五轴联动数控电火花加工装备的国产化，一方面要考虑装备的先进性和实用性，另一方面还要兼顾我国特种加工装备专业生产厂家的现有技术能力。在充分利用现有成熟技术的情况下，研究新的单项适配技术，再通过装备的技术集成，使得五轴联动数控电火花加工装备的关键技术指标达到国际先进水平。

1 集成五轴联动数控电火花加工装备对装备主体的要求

　　五轴联动数控电火花加工装备的工作台须采用优质花岗岩(oo级)，热变形小、精度保持好、绝缘性好。装备的主轴(z轴)采用研磨级高精度滚珠丝杠，精密级直线导轨，高精度球轴承。X，Y轴选配高精度丝杠和精密级直线导轨，具有摩擦力小、运动精度高、精度保持性好、使用寿命长等优点。

　　X、Y、Z轴采用交流伺服电机，电机、编码器一体化，具有高精度、高密封性，保证装备良好的动态特性。一般直线运动轴定位精度要求达到5μm／100mm、重复定位精度达到21μm，装备的主体应可实现三轴联动加工的基本功能。

2 集成五轴联动数控电火花加工装备对控制系统的要求

　　数控系统是机床运动控制的核心。电火花加工数控系统的控制对象包括伺服电机、机械系统、人机界面、电加工参数输入输出接口等，控制参数多。而且由于电火花加工自身的特点，在进行多轴联动加工时，除涉及到一般的轨迹控制外，还必须兼顾诸如抬刀控制、放电伺服控制、原轨迹回退／进给控制、摇动控制、插补控制及各种状态监测等众多实时性要求非常强的参数，是一个非常庞大的控制系统。

　　基于Linux的电火花加工数控系统的开发。为了保证电火花加工数控系统软件的实时性，理想开发平台应该是实时多任务的操作系统(real—time operationsystem，简称RTOS)，如VxWorks、pSOS和NT+RTX等。基于Linux操作系统的实时改造方案(如RT-Linux、RTAI等)的诞生，为数控系统软件的实时开发平台提供了很多好的选择，并得到了广泛的应用。

　　以Linux和RT-Linux为开发平台，进行EDM数控系统的开发，具有非常强的可行性，具有以下一些优势：

　　a．开发平台技术成熟。Linux和RT-Linux经过这些年的发展，技术越来越成熟，功能越来越完善，特点越来越突出。它们运行的稳定性与可靠性也已经得到了广泛的验证。

　　b．RT-Linux实时性强。RT-Linux的工作原理保证了其具有很强的实时性，并且已经被应用到许多强实时性数控系统的开发当中，实时性能得到了充分的验证，取得了很多优秀的成果。利用RT-Lmux开发数控系统能够保证数控系统的实时性，同时增强数控系统的稳定性与可靠性。

　　c．开源性好。Linux和RT-Linux的源代码完全开放，可以通过各种渠道获得它们的最新版本。数控系统开发人员可以对操作系统最底层进行操作，能够更好、更方便、更丰富地实现数控系统的功能。

　　d．经济性好。由于Linux和RT-Linux的开源性好，二者都可以免费获得，在数控系统开发平台方面不再需要进行投资。当数控系统进行产品化时，也不需要为某些操作系统垄断组织缴纳费用。

　　e．应用简单。RT-Linux本身以软件包的形式加载入Linux内核，即可以保证Linux系统的实时性，不再需要对Lmux内核进行实时性修改，简单易行，普及性高，容易为更多人所掌握。

　　f．安全性高。到现在为止，针对Linux的电脑病毒几乎没有。所以以Linux为开发平台开发的数控系统具有很高的安全性，能够避免因感染电脑病毒而造成的不稳定、误操作、失控甚至崩溃。

　　g．不断发展与完善。如今全世界越来越多的计算机爱好者投入到了Lmux与RT-Linux的开发当中，二者正以迅猛的速度不断地发展与完善，变化日新月异。Linux与RT-Lmux的功能会越来越强大，会为数控系统的开发提供更多、更好、更全面、更安全的服务。数控系统也可以随着二者的发展而不断地升级，丰富自身的功能，提高自身的性能。