五轴联动数控电火花加工装备集成数控技术

3 适应五轴联动电火花加工状态的数控系统与脉冲电源适配技术

　　高性能的脉冲电源是先进五轴联动数控电火花加工装备的基础保证之一，只有配备高性能的脉冲电源，才能达到理想的加工效果。高性能脉冲电源一般具备以下典型特征：具有闭环自动稳压功能；具有短路、过流、过压、缺相等多项保护功能；具有镜面加工回路、低损耗电感回路、间隙检测回路等。目前国内主要的数控电火花加工设备制造商具备先进脉冲电源的研制技术，脉冲电源具有自适应控制、超精加工电路、低损耗加工、自动清弧等功能，可实现高精度、低损耗和表面高质量的电火花加工，主要指标能达到国际先进水平，可直接借用。

　　但是国产化的五轴联动电火花加工数控系统必须解决与原研究样机的脉冲加工电源相适配关键技术，实现按原研究样机脉冲加工电源开放的IP地址代码与开发的数控系统控制接口的通讯畅通，满足电火花加工过程中所特有的工具电极频繁回退、接触感知等工艺要求，使装备在设定工艺条件下能正常加工放电，避免出现正常加工条件下的拉弧放电、短路烧蚀现象。

4 集成五轴联动数控电火花加工装备的功能效果

　　通过五轴联动数控电火花加工装备的集成，装备运行采用G代码控制，可实现五轴联动加工，并具有多种自动定位功能、在线检测功能、多种加工模式(多孔加工、用户程序加工、手动加工，单个加工条件下进行加工、自动加工等功能)、摇动功能等。

　　集成的五轴联动数控电火花加工装备已达到以下主要技术要求：

　　机械性能指标：各直线轴定位精度≤5μm；各直线轴重复定位精度≤4μm；旋转轴：具有A、C二个旋转运动轴，定位角度误差≤10”。

　　主要电气性能指标：具有闭环自动稳压功能；具有短路、过流、过压、缺相等多项保护功能；具有镜面加工回路、低损耗电感回路、间隙检测回路等，电机驱动分辨率1μm，驱动当量≤0.1μm。

　　主要加工性能指标：最佳表面粗超度Ra0.3μm；最高加工效率432mm3／min；加工3mm深时，最小电极损耗率40.13％。

　　为了验证装备五轴联动功能，进行了五轴联动加工试验。加工用电极为Φ6mm半圆紫铜棒，加工材料为铝(尺寸：Φ60mmx80mm)，采用中加工条件C150侧面冲液，在室温下进行了加工试验，五轴联动加工界面效果如图1所示。

图1五轴联动加工界面效果

　　在装备整个五轴联动试验加工过程中，放电加工稳定，装备各系统运行正常，实现了五轴联动数控电火花高质量加工效果。

5 结束语

　　通过攻克多项关键技术，突破国外先进技术的壁垒，独立自主地研制并成功地集成出五轴联动精密数控电火花加工装备，有利于提高我国先进数控电火花加工装备的设计及制造水平，有利于推动我国先进数控加工设备的发展，甚至走向国际化，同时还能满足我国国防科技工业多领域对先进特种加工关键设备的需求，具有重要的现实意义。