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电火花线切割故障排除方法.pdf
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电火花线切割故障排除方法.pdf
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电火花线切割机故障排除方法的几点介绍及案例说明:
1.例行检查法
例行检测法是指维修人员对设备启动前所进行的例行检查。具体包括以下几个方面:
(1) 电源
查看电火花线切割机的进线电源,其电压波动是否在±10%范围内、高次谐波是否严重、功
率因素的大小、是否需安装稳压电源等。
(2) 线切割加工液
线切割加工液的作用是冷却、洗涤、排屑等,因此线切割加工液是否合格直接关系到加工后
工件质量的好坏。检查线切割加工液是否太黑,是否有异味,如是,那么其综合性能就会变
差,容易导致断丝。
(3) 电极丝(钼丝)
电极丝的质量、安装、保存等因素直接关系到加工后工件质量的好坏。检查电极丝是否选择
得当,加工厚工件应选用粗一点的电极丝,这样有利于排屑,也可提高其张力;检查电极丝
安装的松紧程度,太松时,电极丝抖动厉害,容易断丝,太紧了,内应力增大,也容易断丝;
检查电极丝安装的位置是否偏离中心位置是否不在同一平面内,如是,电极丝极容易被卡断
或夹断;检查电极丝的保存是否规范,如在存储时有受潮、氧化、暴晒情况,那么电极丝也
会因此变脆而易断。
(4) 控制柜
因静电等原因,控制柜内很容易灰尘累累。这些灰尘在受潮时,会腐蚀电路板,造成短路或
断路情况,进而损坏电子元件等,甚至整个电路板报废,因此,维修前一定要检查。
例 1:一台线切割机每隔一段时间无规则地断丝。有时能运行一天不断丝,有时一天断几次
丝。检查发现线切割加工液发黑,但并无异味。经仔细观察发现,线切割加工液中杂质太多,
造成绝缘程度不好,最终导致无规律断丝,更换新加工液后,故障排除。
2. 易损件检查法
易损件检查是指设备启动后,维修人员针对出现的故障要进行检查的部位。设备长期运行后,
出现的故障大部分都是由于易损件的损坏而造成的。易损件主要有导轮、挡丝装置、断丝保
护挡丝体、导电块、缓冲垫、行程开关等。下面简单介绍维修人员如何进行易损件的检查。
(1) 导轮
导轮的主要作用是减少摩擦力和将钼丝定位。如出现导轮位置不对、导轮不转、导轮表面有
凹槽等问题,就会引发多种疑难故障。导轮位置不对,不可能加工出合格工件;导轮不转,
表面磨损加剧,导轮表面很快就会被钼丝割成凹槽。若凹槽较浅,当钼丝有较大的抖动时,
会使钼丝局部过分靠近工件,从而使放电电流过大或因拉弧而烧断钼丝,同时切割面表面质
量变差;若凹槽较深,高速运动的钼丝在轻微的抖动下,就会被凹槽两壁夹断。因此,维修
人员一定要仔细检查导轮上与钼丝接触的表面。
(2) 挡丝装置
挡丝装置的主要作用是定位钼丝。检查时一定要注意挡丝装置中的排丝柱是否贴近钼丝,排
丝柱是否已被割成凹槽。另外,还要仔细观察贮丝筒上有无叠丝现象。
(3) 断丝保护挡丝体
断丝保护挡丝体的主要作用是断丝保护,防止因断丝后电极丝被搅乱。检查时,测量断丝保
护开关是否为常闭状态,如不是,应调整断丝保护挡丝体位置,使断丝保护开关处于常闭状
态。
(4) 导电块
导电块的主要作用就是导电。而导电块极易损坏,如被割成深凹槽、表面被氧化等,这都会
导致导电块与钼丝接触不良。当接触不良时,可能会导致高频脉冲电流很小,甚至没有高频
脉冲电流输出。
(5) 缓冲垫
缓冲垫在换向时起缓冲作用。检查时要倾听走丝机构发生的声音,尤其是换向时的声音。如
声音异常,伴随振动很大,一般来说,就是缓冲垫已损坏。
(6) 行程开关
行程开关的主要作用是换向或断高频。
运丝电机不能换向;换向不能断高频。行程开关在频繁的挤压后,很容易损坏或接触不良。
当行程开关出现故障后,接触器不能断电,从而引起运丝电机不能换向。有的线切割机将行
程开关另一对触点作为断高频的控制信号。当行程开关接触不良或损坏时,就会出现换向不
能断高频现象。
例 2:一台线切割机换向不断高频。检查发现断丝保护挡丝体已被割成深凹槽,由于该断丝
保护控制电路没有控制总电源的功能,只控制断高频电路。所以当挡丝体被割成深凹槽后,
微动开关因铁块的下垂由常闭状态变成常开状态,从而不能关高频电路。更换该挡丝体,故
障即消除。
3. 原理分析法
原理分析法是指在详细了解故障的情况下,根据电火花线切割机的工作原理,分析故障产生
的原因,并尽可能找出解决问题的方案。这类方法多种多样,最常用的有以下几种:
(1) 化整为零
把原理图中按功能不同,划分为主电路、控制电路。主电路主要包括运丝电机、水泵电机电
路。控制电路主要包括触发电路、调整电路、驱动电路、单板机控制电路等。当出现故障时,
根据故障现象分析,该故障应属哪一部分,这样逐渐缩小故障范围,能较快地排除故障。
(2) 反向分析
当基本上确定某一小范围出现故障时,可采用反向分析法。即假定某处电路不通,或某处电
路短路时,会出现何种情况,从理论上模拟故障发生时应表现的状态,从而判断故障的原因。
(3) 电路仿真
当电子电路发生较大故障时,通常的做法是利用示波器检查重要环节的输出信号,如电压与
波形,从而判断出该元件是否已损坏。但往往通过简单的测量后,无法判断该输出信号是否
正确,那么利用电子电路仿真软件是最好的选择。通过电路仿真,可帮助我们更快地确定电
子电路元件是否已损坏。
(4) 备件替换
由于种种原因,维修人员往往很难得到一份完整的电子电路图。当出现较大的故障时,只能
分析故障产生的大致原因,维修人员可利用备用的印刷电路板、易损电子元件等进行更换,
使设备尽快地投入运转。
例 3:一台线切割机增加倍频,高频电流显示没有变化,线切割加工的速度很慢。根据化整
为零可得知,是调整电路出了问题。打开控制柜检查发现,倍频电路输入信号的接点已虚接,
无论调整到什么位置,输出电压始终为零。重新焊实后,故障消除
-线切割机常见问题 39 例
一、X、Y 运动的直线度是怎么保证的?
首先应明确,某一轴的直线度是指它在两个平面的直线度。如 X 轴的直线度是指在 X、Y
平面上和 X、Z 平面上直线度,这如同一条路—即不左右弯曲也不得上下起伏。
-机床的托板是承载在导轨上的,所以导轨的平直度就决定运动的直线度。丢失直线度的原
因有二,一是导轨本身状态的平直度,二是导轨安装基准面的平直度。高精度且状态稳定的
导轨,托板和床身组合在一起才是保证直线度的根本条件。导轨,托板和床身的高低温和时
效处理,目的也在于此。
滚柱(-钢珠)的不一致将导致受力点少或撬撬板现象也是显而易见的。
要注意到,因丝杠的不规范的运动也会牵动导轨,比如丝杠的轴向与导轨不平行,丝杠与丝
母的中心高不一致,丝杠与丝母间承受一个扭转力以及丝杠的弯曲等,都会在丝杠运动的同
时,强推硬扛地干扰破坏了导轨的直线运动,这就是我们强调的要把丝杠、丝母、丝杠座和
丝母座都做得精确规范的基本原因。
不管是“V”形还是“一”形,导轨和滚道上均不得沾染任何污物杂质,它不但影响导轨的
运动的平直度,而且导致导轨的损毁和变形。导轨要求是一尘不染的,这是保养和维护机床,
保持长久精度的守则之一。
二、X、Y 运动的垂直度是怎么保证的?
两轴的垂直度是建立在各自的直线度的基础上的,直线的误差会在垂直度测量时反映出来,
数值叠加的结果使垂直度测量失实失准,所以是首先保证各自的直线度,再保证互相的垂直
度。
两轴的垂直度完全取决于中托板上的两组导轨的垂直度,装配时是把一组导轨固定在基准
上,测量并调整待另一组导轨与基准垂直后,再行固定并配打销钉孔,从而把中托板上两组
导轨的垂直度固定下来。这个装配和测量过程,即要追求操作的稳妥有效,还应该有意把精
度提高一档,这个中间工艺指标的控制是非常重要的,因为不管是装机,修理或一段时间的
实效,都会使这个精度变差,如果初始安装就把允许的误差值用足,那以后的精度就会超值
失准了。比如某机床精度标准为0.02,则首次装配时的内控精度应是在0.012 以下。重要部
位的首装严控和销钉镙钉稳妥有效,加之导轨本身的平直精准,两轴的垂直度就有保证了。
如同直线度一样,丝杠的工作状态也是影响垂直度的重要因素。与导轨定位面成一定夹角的
任何一个外力,都将造成导轨的异动,因为导轨只是导轨,并没有夹死。所以一旦发现X、
Y 轴的垂直度超标,要认真判断是导轨自身的形变或错位造成的还是丝杠的运动干扰的。如
果是导轨的导向作用所致,分别在几个位置使丝杠和丝母重复松开再紧固的适配过程,其超
标的方向和数值应大体稳定的。如果是丝杠和丝母运动的干扰所致,将失去方向和数值 ,
甚至造成钼丝脱槽。所以通常在直线机床上加装锥度装置形成的简易锥度机床,一般把最大
切割锥度限制在±60。这个锥度值对一些出模斜度加工任务的完成已绰绰有余了。更大锥度
的切割则要依赖于专用锥度机床,这种机床要从结构上解决导轮与 UV 偏摆随动的问题。不
存在偏摆后导轮槽的干扰作用,切割的锥度从原理上讲是准确的。伴生的负面影响是,为解
决偏摆随动问题而使整体刚性降低,运动迟滞和回差凸现,运动保真度精确度也大打折扣。
日常应用,直线切割的通用性,稳定性和方便灵活性也受到影响,直、锥已很难兼顾。
十一、-线切割“花丝”现象分析与解决
一段时间的切割后,钼丝会出现一段一段的黑斑,黑斑通常有几到十几毫米长,黑斑的间隔
通常有几到几十厘米。黑斑是经过了一段时间的连续电弧放电,烧伤并碳化。变细变脆和碳
化后就很容易断。黑斑在丝筒上形成一个个黑点,有时还按一定规率排列形成花纹,故称为
“花丝”。
十二、“花丝”现象的成因
因不能有效消电离造成连续电弧放电,电弧的电阻热析出大量碳结成炭精粒,钼丝自己也被
碳化。工件较厚(放电间隙长)、水的介电系数低(恢复绝缘能力差)、脉冲源带有一个延迟
灭弧的直流分量(大于 10mA)这三者之一是“花丝”现象的基本条件。放电间隙内带进(或
工件内固有)一个影响火花放电的“杂质”是“花丝”现象的诱因。 “花丝”与火花放电
加工的拉弧烧伤是同一道理,间隙内的拉弧烧伤一旦形成,工件和电极同时会被烧出蚀坑并
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