高速走丝线切割机的断丝保护电路

莫操君 《高速走丝 电火花 线切割机 电气原理与维修》补充资料1 高速走丝线切割机的断丝保护电路 莫操君 2007年 1月 28日 摘要：断丝保护是指：在钼丝发生断丝时，使运丝电机立即停止的功能。实现该功能的 电路很多，本文介绍了一个实例，并特别指出了电路中隔离二极管的作用，为实际应用提供 了一种可行的方法。 关键词：快走丝电火花线切割、断丝保护 0000 前言 在高速走丝电火花线切割加工（HSWEDM）中，电极丝（通常为钼丝）是往复运动、 重复使用的，加工中的钼丝会逐渐损耗。所以，钼丝使用到一定程度，就要更换，否则可能 会在运行中断丝（钼丝断脱）。而且，线切割加工的工况较为复杂，除了钼丝损耗可能造成 的断丝外，还有其他多种因素（比如脉冲电源故障等）引起的断丝。因此，从某种意义上说， 线切割加工中的断丝是不可避免的。 一旦发生断丝，如果没有相关控制电路断开电源，则运丝电机将继续转动、工作台进给 也不会停止，钼丝会被绕乱，故人工停机后不能在断丝处继续加工。所以，倘若断丝后能立 即停止机床运行，保持好断丝前的状态，则为在断丝处继续加工创造了条件，钼丝也有可能 能够被继续使用，从而达到了提高工效和减少浪费的目的。 断丝保护电路，就是为实现这一目标而设置的。 1111 断丝保护电路的种类[1][1][1][1] 要实现断丝保护，首先就要获取断丝信号。从原理上说，可以采用光电式：检测加工部 位钼丝的有无，获得一个电信号；也可采用重锤式：当钼丝断开后，适当质量的重锤落下， 带动一个灵敏的微动开关动作，获得一个开关信号；或者是张力式：钼丝松弛后，张力消失， 微动开关动作。 考虑到钼丝的导电性，实际应用中，也可以从电路的通断方面着手。 1111．1111 钼丝碰触式断丝保护 参见图 1，X1、X2是断丝信号的两个检测点。当脉冲电源到钼丝的进电点（硬质合金导 电块）未与丝架绝缘时，X1可以利用该进电点，X2则固定于立柱上且与立柱绝缘。X2上安 装有一段适当长度的裸铜线——正常情况下，X1、X2在电气上未形成通路；而当钼丝断开， 松弛的钼丝就会碰触到 X2伸出的粗铜线上。当丝架与储丝筒组合件未绝缘时，此时 X1、X2 就形成了通路。 图 1 断丝检测点 X1、X2位置示意 储丝筒 电极丝 工件 X2 X1 莫操君 《高速走丝 电火花 线切割机 电气原理与维修》补充资料2 这样一来，就取得了钼丝完好与断丝情况下的两个完全不同的信号。实际可行的信号获 取 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 确定后，电路上的实现方 法则 一的法则下载秘密吸引力法则pdf一的法则pdf错觉的法则下载一的法则pdf 灵活多样。图 2给出一个参考电路：若 X1、X2连通， KA1就会动作。只要取 KA1的动断点去控制主电路，就能够实现断丝保护。 图 2 钼丝碰触式断丝保护 1111．2222 电流通路式断丝保护 （1）图 2中，在正常加工情况下，X1、X2两点间是没有电流流过的。若担心钼丝断开 时，不能 100%碰触到 X2，那么也可采用电流通路式方案：钼丝完好，X1、X2连通；断丝， 则 X1、X2断开。这时，需要把 X2移到丝架上（参见图 1），且要求 X2与丝架绝缘；其安装 可参考 X1或导电轮的安装方式。电路见图 3，可以取 KA1的动合点去控制主电路。 图 3电流通路式断丝保护电路（使用动合点） （2）事实上，电路的方案可视具体情况选取。在“电流通路式”方式下，根据不同的 需要，还可设计出形式多样的电路，图 4就是另外的一种形式；它采用动断点去控制主电路， 避免了 KA1线圈的长期通电。 图 4 电流通路式断丝保护（使用动断点） 电路工作过程为：当钼丝完好时，X1、X2之间是短接的，通过二极管 VD1、电阻 R2， 三极管 VT1基极被钳位而截止，KA1线圈两端没有电压，KA1断开；主电路（参见图 5）能 正常工作，运丝电机可起动。而当发生断丝时，VT1导通，KA1动作，主电路接触器 KM1 断开，运丝电机停转。随之脉冲电源截止输出，步进电机停止转动，从而实现了断丝保护。 当然，要使用断丝保护，必须要有运丝电机停机制动措施，例如能耗制动，这方面的内 容可参看文献[1]。 TC1 X2 X1 KA1 TC1 X1 X2 KA1 TC1 X2 X1 KA1 VT1 R1 R2 VD1 莫操君 《高速走丝 电火花 线切割机 电气原理与维修》补充资料3 图 5 运丝电机相关电路（部分） 2222 断丝保护电路应用实例 2222．1111 隔离二极管的作用 一次，某用户要求在其老机床[2]上，加装断丝保护功能，并坚决反对使用图 2方案（检 测点的安装由用户负责）。于是，根据实际情况，参照文献[1]图 3-19b（即本文图 4），设计 了一个电路如图 6所示。设想用电容进行滤波，而取消隔离二极管 VD1，以免抬高 VT1基 极电压。 图 6 断丝保护试验电路 制作完毕，在三极管 VT1基极引出一段导线（代替 X2）。检查无异常后，通电，继电器 KA1接通，发光二极管 VL1点亮；将所引出导线（X2）对地（X1）接通，KA1断开。反复多 次，动作可靠。 图 6中，KA2是控制器上的继电器触点，作为加工完毕“自动停机”用。因为该信号与 KA1信号的功能一致，所以图 6中把它们一起使用。这样做，能够避免把高电压引入到控制 器。SA1是为方便上钼丝和调试等情况而设置的开关，用以“取消断丝保护”功能。 随后，把电路板安装到控制箱内。当时 X2还未安装好（需要另行钻孔），而该机床丝架 与床身采取了绝缘措施。因此，试把钼丝进电点当作 X2使用，而把 X1接于床身（与走丝机 构电气上相通）。由于通过 X1、X2之间的电流很小，所以对储丝筒轴承等零件的影响不大。 通电试机，运丝电机刚起动即停；接通 SA1，运丝电机能够被起动，当控制器程序运行 完毕，KA2动断点断开时，KA1能可靠动作。几次就滤波、延时等方面调整图 6电路，试图 实现断丝保护，多次试验，均不十分可靠。后来注意到图 4电路中的二极管，才悟出：可能 是钼丝上的干扰信号太强，滤波电路无法抑制其变化，导致三极管 VT1导通。 看来，图 4中的隔离二极管 VD1，难以用简单方法将其取消，或者暂未找到适用的简易 方法，所以决定仍然保留。 334 100μ 7812 104 100μ KA1 1N4007 5k1 5k1 103 1μ 自动停机 取消断丝保护 X1 X2 SA1 KA2 VT1 VL1 KM1 KM2 KM3 3 M M1 SB1 SB2 KM1 KA1 KM1 运丝电机 莫操君 《高速走丝 电火花 线切割机 电气原理与维修》补充资料4 2222．2222 修改后的电路 于是，增加二极管 VD1，其他部分作了适当变化，把图 6有关部分修改成了图 7。为了 简化图面，图 7中没有 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示出与图 6相同的电源部分、以及“自动停机”触点 KA2和“取 消断丝保护”开关 SA1，接线方式与前面相同。 图 7 修改后的电路 试机，运丝电机能正常运行，但断丝保护不太可靠，可能是因为丝架与床身绝缘不是太 好或者两者之间的电容量较大。后来，用户重新装设了 X2，实际运行，断丝保护电路能可 靠动作。后来，类似电路也曾用于不同厂家的机床上。 图 7中，VL1作指示用，这在继电器 KA1本身未带 LED指示时，便于观察继电器工作 状态。VL2用来补偿 VD1上的压降，使 VT1能可靠截止；这是就地取材的结果，当然也可 以使用稳压管等元件。其他元器件的选用，也可视方便而定，只要能安全可靠工作就行。 前面已经提到，VD1是隔离干扰电压用；而 VD2意在保护 VT1的发射结，是否需要， 可通过试验确定。C1使 KA1延时动作，提高电路稳定性，以免在钼丝与导电块稍有接触不 良时，KA1就动作。KA1可选用小型继电器，例如MY3等。 当然，电路结构及参数，实际应用时，应当依据具体情况有所调整。同时注意，机床不 同，情况会各异，比如有的丝架与床身绝缘，有的则是走丝机构与床身绝缘。再一次提醒的 是，机床必须具有运丝电机“停机制动”功能，才能加装断丝保护电路，否则可能造成运丝 机构超行程而拉断钼丝故障。 3333．结语 过去生产的一些线切割机床，一般没有配备断丝保护功能，给使用带来不便，而目前这 类机床仍有不少的用户（注：该文作于 2007年 1月）。所以，如果能简单地加装这一功能， 则具有实际的意义。本文示例中介绍的“电流通路式”方案，虽然在钼丝中通有电流，但电 流值很小，因此对通常的加工不会觉得有影响。 而钼丝碰触式电路，正常加工时没有电流流过 X1、X2，所以不会对通路中的轴承等造 成电腐蚀。对于图 3与图 2电路，只是使用方法上的不一样；又比如图 2与图 4，图 2不需 要设置“取消断丝保护”开关，而图 4的功能更灵活一些。其实，在 KA1接入到主电路的 方式上，也会因为机床的不同，而有许多的比较。关于这部分的讨论，本文从略。 需强调也是最重要的一个问题是要注意安全。 由于存在外露导电件，电路中变压器二次侧电压一般宜取～6V、～12V等低压，所使用 的变压器要加强绝缘。床身要有电气安全保护措施，例如视电网情况采取合格的接零或接地 保护。电路的改装，应不降低原有性能。改装过程中及改装完毕，必须向操作者切实说明有 关注意事项。 参考文献： [1] 莫操君．高速走丝电火花线切割机电气原理与维修［Ｍ］．北京：机械工业出版社， 2007． [2] 江南电子仪器厂 TPCW-2535线切割机机床电器图册[Z]．1987． KA1 8050 8k2 8k2 X1 X2 +12V 0V VT1 VD1 VD2 VL1 VL2 C1 C2 前言 断丝保护电路的种类 断丝保护电路应用实例 结语 参考文献