spz350单轴数控电火花机床的电路调试与分析
【摘要】本次我的毕业设计主题是SPZ350火花机机床电路研究。在公厂的实践过程中，对于SPZ350单轴数控电火花机床的调试，过程复杂难于理解，在指导老师与众多前辈的悉心教诲下，才对此有一定的了解。但个人认为，若有详细的相关文字图形对电火花机床进行电路分析，或许为之更好，这将减少调试电火花机床的工作时间，也与我所学的专业有关，可更进一步了解本专业所未学的知识。所以本文通过对其机床电路的解析,希望有更深刻的了解。
目 录
引言 5
一、SPZ350单轴数控电火花机床的总体介绍 6
（一）SPZ350单轴数控电火花机床的优良点 6
（二）SPZ350单轴数控电火花机床与电柜介绍 6
二、SPZ350机床的集成电路板的解析 8
（一）集成电路板解释与功能解析 8
（二）电路总原理图解析 11
三、SPZ350电火花机床的电路调试过程 12
（一）电柜的不通电调试 12
（二）电柜通电检查 13
四、常见故障分析及处理 17
（一）机床启动后无法加工的问题 17
（二）水泵运转的问题 18
（三） 加工时不正常现象的问题 19
（四）开机后z轴直冲工件面的问题 20
总结 21
参考文献 22
谢辞 23
附录
引言
这个课题起源于苏州新火花机床有限公司内部。电火花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[1]。随着社会的不断发展，工业文明的进步，普通机床的加工无法满足人类的需求。此时电火花的加工就顺势而生。
电火花加工是一种使工件与工具间不断火花放电，依靠瞬间产生的高温将金属腐蚀的加工方法，其方法的加工过程，较之普通机械加工，亦有其危险性。所以初加工前的调试尤为重要。而本设计主要是阐述了SPZ350单轴数控电火花机床的电路分析与调试，进而详细了解火花机的电路原理与分析。
一、SPZ350单轴数控电火花机床的总体介绍
（一）SPZ350单轴数控电火花机床的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
优良点
对于SPZ系列电火花机床而言，它较之其他电火花机床，亦有其本身优良点；
（1）其X、Y二轴丝杠采用高精度加工的精密滚珠结构，有效避免因摩擦大，造 成的精度问题；
（2）其Z轴导轨采用“重压式”线性导轨，具有承受压力大，行走噪音小等特点；
（3）电机方面采用伺服电机驱动，为机床运行的流畅性与平稳性提供了保障；
（4）日本原装进口1μm或5μm精密光栅尺反馈装置，可清晰反应工件加工过程；
（5）此型号机床拥有四大安全检测：油温检测，防火检测，液面检测，自动灭火设置；
（6）放电加工回路采用特殊MOSFET放电回路，加工时，速率高，电极损耗小，平均的表面粗糙度，光洁度高；
（7）十段不同的电加工参数，加工参数手动设置或自动匹配，Z轴全自动或单段控制功能；
（8）加工模式预览及实时加工路径显示，自动找正和自动回原点功能。
（二）SPZ350单轴数控电火花机床与电柜介绍
SPZ350单轴数控电火花机床由机身与电柜两部分组成，机械与电路完全分开，为后期故障的维护提供便捷。机床外观与电柜如图11至13所示。
SPZ350单轴数控电火花机床机械参数如表11，12所示：
表11SPZ350单轴数控电火花机床机械参数
机床型号
SPZ350
工作台尺寸（mm）
600×350
工作台行程（mm）
350×250
主轴行程（mm）
200
二次行程（mm）
200
最大电极重量（kg）
50
最大工件重量（kg）
500
工作油槽尺寸（mm）
920×570×340
机床重量（kg）
1100
表12SPZ350单轴数控电火花机床电脑数控系统参数
系统类型
单轴（Z轴）数控系统
电源型号
60B
最大加工电源(A)
60
最大功耗(KVA)
7KVA
最小电极损耗(%)
<0.1
最大加工效率(mm3/min)
450
最佳表面粗糙度（Ra）
0.3UM/Ra
二、SPZ350机床的集成电路板的解析
（一）集成电路板解释与功能解析
数控机床的电路部分大都由集成电路控制，集成电路的载体是集成电路板，集成电路板分模拟与数字两种。spz350机床属于模拟集成电路，它的集成电路板主要集中在专配电柜中[2]。集成电路板主要有020（键盘板）、033（逻辑板）、034（信号板）、043（解码板）、036（伺服板）、066(接口板)、038（母板）、039（放电板）组成。如图21至29所示：
020（键盘板）：主要负责接收与传递信号，将电脑显示中的输入的信号传输给其他电路板；
066（接口板）：接收由020传输来的信号，将其传递给计算机主板，进行处理后，传回066，并由066将信号传给下方对应电路板。066接口板为主要传递路径，所有信号均可在板上有信号灯指示；
033（逻辑板）：负责Z轴上下运动方向与锁定，主要控制水泵的运转，如水泵出现故障，应在查询完外在原因后，直奔这里；
034（信号板）：主要负责加工时的抬刀情况与脉冲状况，一般出现不抬刀的状况，应先找这里；
043（解码板）：名为解码，实为不然，主要负责高压电流、低压电流、伺服速度控制、脉间脉宽控制、抬刀时间与加工时间[3]，如果出现加工时电流、抬刀异常，可以在这里找问题；
036（伺服板）主要对Z轴负责，可更改Z轴的运动参数，为Z轴电机提供伺服电压[4]；
038（母板）：整个电路的集中传递处，所有电流皆从这里传递；
039（放电板）：接到043传递出的电流信号，吸合对应的效应继电器，通过电路板内部元器件的整流，放大处理，将低压或高压电流传递给出线盒的电极，以供加工。
（二）电路总原理图解析
在整个电流流动过程中，信号由计算机工控机（主要为内部的计算机主板）与接口板控制，以下的集成电路板主要起到对电流进行整流放大的处理，通过继电器的效应，达到对工件加工的目的，图210所示为电路总原理图：
在整张图中，信号由020键盘或手控盒输入，一部分传递给工控机及计算机接口板，经处理后交由043解码板，整流放大，通过039放电板，达到放电目的；另一部分交由033逻辑板，将机床Z轴运作信号输出给034信号板，与043解码板相辅，共同完成放电加工。其中036伺服板单独控制Z轴电机的运作信息。以上机床电路运作均由T1、T2、T3共同供电完成。
目 录
引言 5
一、SPZ350单轴数控电火花机床的总体介绍 6
（一）SPZ350单轴数控电火花机床的优良点 6
（二）SPZ350单轴数控电火花机床与电柜介绍 6
二、SPZ350机床的集成电路板的解析 8
（一）集成电路板解释与功能解析 8
（二）电路总原理图解析 11
三、SPZ350电火花机床的电路调试过程 12
（一）电柜的不通电调试 12
（二）电柜通电检查 13
四、常见故障分析及处理 17
（一）机床启动后无法加工的问题 17
（二）水泵运转的问题 18
（三） 加工时不正常现象的问题 19
（四）开机后z轴直冲工件面的问题 20
总结 21
参考文献 22
谢辞 23
附录
引言
这个课题起源于苏州新火花机床有限公司内部。电火花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[1]。随着社会的不断发展，工业文明的进步，普通机床的加工无法满足人类的需求。此时电火花的加工就顺势而生。
电火花加工是一种使工件与工具间不断火花放电，依靠瞬间产生的高温将金属腐蚀的加工方法，其方法的加工过程，较之普通机械加工，亦有其危险性。所以初加工前的调试尤为重要。而本设计主要是阐述了SPZ350单轴数控电火花机床的电路分析与调试，进而详细了解火花机的电路原理与分析。
一、SPZ350单轴数控电火花机床的总体介绍
（一）SPZ350单轴数控电火花机床的
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
优良点
对于SPZ系列电火花机床而言，它较之其他电火花机床，亦有其本身优良点；
（1）其X、Y二轴丝杠采用高精度加工的精密滚珠结构，有效避免因摩擦大，造 成的精度问题；
（2）其Z轴导轨采用“重压式”线性导轨，具有承受压力大，行走噪音小等特点；
（3）电机方面采用伺服电机驱动，为机床运行的流畅性与平稳性提供了保障；
（4）日本原装进口1μm或5μm精密光栅尺反馈装置，可清晰反应工件加工过程；
（5）此型号机床拥有四大安全检测：油温检测，防火检测，液面检测，自动灭火设置；
（6）放电加工回路采用特殊MOSFET放电回路，加工时，速率高，电极损耗小，平均的表面粗糙度，光洁度高；
（7）十段不同的电加工参数，加工参数手动设置或自动匹配，Z轴全自动或单段控制功能；
（8）加工模式预览及实时加工路径显示，自动找正和自动回原点功能。
（二）SPZ350单轴数控电火花机床与电柜介绍
SPZ350单轴数控电火花机床由机身与电柜两部分组成，机械与电路完全分开，为后期故障的维护提供便捷。机床外观与电柜如图11至13所示。
SPZ350单轴数控电火花机床机械参数如表11，12所示：
表11SPZ350单轴数控电火花机床机械参数
机床型号
SPZ350
工作台尺寸（mm）
600×350
工作台行程（mm）
350×250
主轴行程（mm）
200
二次行程（mm）
200
最大电极重量（kg）
50
最大工件重量（kg）
500
工作油槽尺寸（mm）
920×570×340
机床重量（kg）
1100
表12SPZ350单轴数控电火花机床电脑数控系统参数
系统类型
单轴（Z轴）数控系统
电源型号
60B
最大加工电源(A)
60
最大功耗(KVA)
7KVA
最小电极损耗(%)
<0.1
最大加工效率(mm3/min)
450
最佳表面粗糙度（Ra）
0.3UM/Ra
二、SPZ350机床的集成电路板的解析
（一）集成电路板解释与功能解析
数控机床的电路部分大都由集成电路控制，集成电路的载体是集成电路板，集成电路板分模拟与数字两种。spz350机床属于模拟集成电路，它的集成电路板主要集中在专配电柜中[2]。集成电路板主要有020（键盘板）、033（逻辑板）、034（信号板）、043（解码板）、036（伺服板）、066(接口板)、038（母板）、039（放电板）组成。如图21至29所示：
020（键盘板）：主要负责接收与传递信号，将电脑显示中的输入的信号传输给其他电路板；
066（接口板）：接收由020传输来的信号，将其传递给计算机主板，进行处理后，传回066，并由066将信号传给下方对应电路板。066接口板为主要传递路径，所有信号均可在板上有信号灯指示；
033（逻辑板）：负责Z轴上下运动方向与锁定，主要控制水泵的运转，如水泵出现故障，应在查询完外在原因后，直奔这里；
034（信号板）：主要负责加工时的抬刀情况与脉冲状况，一般出现不抬刀的状况，应先找这里；
043（解码板）：名为解码，实为不然，主要负责高压电流、低压电流、伺服速度控制、脉间脉宽控制、抬刀时间与加工时间[3]，如果出现加工时电流、抬刀异常，可以在这里找问题；
036（伺服板）主要对Z轴负责，可更改Z轴的运动参数，为Z轴电机提供伺服电压[4]；
038（母板）：整个电路的集中传递处，所有电流皆从这里传递；
039（放电板）：接到043传递出的电流信号，吸合对应的效应继电器，通过电路板内部元器件的整流，放大处理，将低压或高压电流传递给出线盒的电极，以供加工。
（二）电路总原理图解析
在整个电流流动过程中，信号由计算机工控机（主要为内部的计算机主板）与接口板控制，以下的集成电路板主要起到对电流进行整流放大的处理，通过继电器的效应，达到对工件加工的目的，图210所示为电路总原理图：
在整张图中，信号由020键盘或手控盒输入，一部分传递给工控机及计算机接口板，经处理后交由043解码板，整流放大，通过039放电板，达到放电目的；另一部分交由033逻辑板，将机床Z轴运作信号输出给034信号板，与043解码板相辅，共同完成放电加工。其中036伺服板单独控制Z轴电机的运作信息。以上机床电路运作均由T1、T2、T3共同供电完成。
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