1.精細(xì)加工表面的穩(wěn)定性——中走絲機(jī)床的永恒追求

       多次切割工藝的實(shí)現(xiàn)，使得中走絲機(jī)床的表面加工質(zhì)量有了大幅提升，Ra1.0~0.8已成過(guò)去式，目前有研發(fā)實(shí)力的中走絲機(jī)床制造商已經(jīng)突破Ra0.6，這是業(yè)內(nèi)納秒級(jí)大能量高頻電源核心技術(shù)的重大突破，這再次刷新了制造業(yè)對(duì)中國(guó)往復(fù)走絲線切割機(jī)床的認(rèn)知，更是對(duì)中國(guó)特有的往復(fù)走絲線切割機(jī)床產(chǎn)業(yè)的重大貢獻(xiàn)，然而在應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜模具及精密產(chǎn)品加工時(shí)，多次切割的穩(wěn)定性、一致性與粗糙度本身同等重要，卻往往被用戶所忽視，設(shè)想一下，無(wú)論R表面質(zhì)量多好，如果僅僅只能在小樣件上實(shí)現(xiàn)，或許在特定行業(yè)可以嶄露頭角，如果大面積的修刀穩(wěn)定性、多個(gè)零件的一致性不能突破，用戶在應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜模具及精密產(chǎn)品加工時(shí)，必然是心中沒(méi)底、投鼠忌器；

       2.精確加工尺寸的一致性——中走絲機(jī)床實(shí)用性的試金石

       低粗糙度、高精度、高一致性是中走絲機(jī)床的非常重要的技術(shù)指標(biāo)，但是客戶選型時(shí)往往忽略了對(duì)一致性精度的關(guān)注，目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一致性也沒(méi)有很實(shí)用的指標(biāo)；

       由于擁有此技術(shù)的廠家極為有限，所以大部分的中走絲生產(chǎn)廠極少提及多次切割時(shí)的一致性精度，這也是造成客戶忽略一致性精度的重要性的原因之一，可是用戶一旦用于生產(chǎn)后苦不堪言、為時(shí)已晚；中走絲機(jī)床在實(shí)際應(yīng)用中，常常遇到的是多次切割下多個(gè)相同零件以及多孔位跳步模的一致性精度需求，其重要性往往高于尺寸精度本身，為了方便用戶確認(rèn)中走絲機(jī)床的一致性誤差，從中走絲的實(shí)戰(zhàn)出發(fā)，四川深揚(yáng)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：在無(wú)需操作人員技能干預(yù)的情況下，連續(xù)多次切割30個(gè)相同的20×20試件，要求在達(dá)到Ra≤1.0情況下，這30個(gè)試件的任意一致性誤差≤0.005。

       3.中走絲機(jī)床“最大效率”的困惑

       在中走絲的技術(shù)指標(biāo)中常常會(huì)看到“最大切割效率”，但是每個(gè)中走絲生產(chǎn)商對(duì)于“最大切割效率”的規(guī)定和理解都各有不同，與用戶的直觀理解更是大相徑庭，目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的定義。

       中走絲機(jī)床“最大切割效率”的概念是引自于慢走絲機(jī)床行業(yè)，對(duì)于慢走絲機(jī)床而言，由于電極絲使用是一次性的，以盡量大的高頻能量實(shí)現(xiàn)不斷絲的連續(xù)加工，無(wú)論絲耗多大只要不斷絲即可，此時(shí)的切割效率就是它的最大切割效率，所以他的最大效率就是他的正常工作效率。然而對(duì)于中走絲線切割機(jī)床而言，情況就完全不同了。由于電極絲是循環(huán)往復(fù)使用，絲耗的大小直接影響連續(xù)切割的時(shí)間長(zhǎng)短，有些企業(yè)為了真實(shí)反映高頻電源的性能，在時(shí)間的計(jì)算上甚至要扣除絲筒兩端換向的時(shí)間，由此看來(lái)“最大切割效率”更像是生產(chǎn)廠家的一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，而真正評(píng)估中走絲機(jī)床的效率，前提必須要確定能連續(xù)切割不斷絲的最長(zhǎng)時(shí)間或連續(xù)切割不斷絲的最大面積，在此連續(xù)的基礎(chǔ)上效率才有實(shí)用價(jià)值，可見(jiàn)對(duì)于中走絲機(jī)床而言最大切割效率（簡(jiǎn)稱(chēng)最大效率）和正常工作的切割效率（簡(jiǎn)稱(chēng)工作效率）是兩個(gè)完全不同的概念，根據(jù)中走絲的實(shí)際使用情況，至少能夠連續(xù)切割20000mm2（2萬(wàn)平方毫米）的情況下最大效率才有實(shí)際意義；

       4.大錐度中走絲里的陷阱

       大錐度中走絲機(jī)床是指可以實(shí)現(xiàn)大錐度（60°）的多次切割加工技術(shù)，從而有效提升錐度表面的精細(xì)度，特別是在加工塑膠模的斜頂孔時(shí)，孔的粗糙度和孔的上中下腰鼓形誤差直接影響模具的質(zhì)量和壽命，由此可見(jiàn)，大錐度多次切割技術(shù)是非常重要的，由于中走絲機(jī)床高速往復(fù)走絲的特點(diǎn)，導(dǎo)絲器（眼模）的安裝無(wú)論是機(jī)械結(jié)構(gòu)還是理論軌跡都會(huì)直接影響加工精度，所以用戶在選型時(shí)一定要有所側(cè)重，如果既要確保尺寸精度又要確保粗糙度，就必須實(shí)現(xiàn)大錐度無(wú)導(dǎo)絲器情況下的多次切割修刀，然而這對(duì)電極絲的張力控制技術(shù)要求非常高，必須具備雙傳感器雙向自適應(yīng)張力的適時(shí)全閉環(huán)控制技術(shù)，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)UV軸與控制張緊輪的張力軸聯(lián)動(dòng)，這是中走絲機(jī)床特有的XYUVF（F為張力全閉環(huán)控制軸）五軸聯(lián)動(dòng)；

       5. 中走絲的閉環(huán)控制有玄機(jī)

       中走絲機(jī)床的XY軸的閉環(huán)控制可分為半閉環(huán)和全閉環(huán)，雖然都屬于閉環(huán)控制，但是在控制精度和技術(shù)含量上卻是天壤之別，半閉環(huán)是通過(guò)伺服電機(jī)自帶的編碼器將絲杠的旋轉(zhuǎn)信號(hào)送入驅(qū)動(dòng)器，所以半閉環(huán)控制并不是直接反應(yīng)工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)精度，而全閉環(huán)控制是將平行于XY軸的光柵尺信號(hào)直接傳入控制系統(tǒng)主機(jī)，所以從控制角度講全閉環(huán)的控制精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于半閉環(huán)，但是對(duì)于一般的中走絲機(jī)床，半閉環(huán)控制完全能夠滿足大部分市場(chǎng)需求，而對(duì)于全閉環(huán)控制而言，光柵尺的安裝工藝是影響機(jī)床控制精度的一個(gè)重要因素，以及機(jī)床本身的內(nèi)在品質(zhì)，這個(gè)問(wèn)題在技術(shù)問(wèn)答中有更詳細(xì)的探討；

       6.中走絲機(jī)床各種暗藏玄機(jī)的張力控制

       中走絲與慢走絲的最大區(qū)別就在于中走絲機(jī)床的電極絲的高速頻繁往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得高速運(yùn)行的電極絲的振動(dòng)、張力、直徑時(shí)刻都在無(wú)規(guī)則的變化，特別是在修刀時(shí)，由于中走絲是單邊放電加工，所以張力的變化將直接導(dǎo)致電極絲在加工過(guò)程中空間位置的改變，雖然用導(dǎo)絲器（眼模）雖能起到一定作用，但是無(wú)法從根本上改變，高速運(yùn)行電極絲的動(dòng)態(tài)張力控制，是區(qū)分中走絲性能的一個(gè)非常重要的標(biāo)志，目前市場(chǎng)上中走絲的電極絲張力控制方式有：彈簧式、重錘式、電動(dòng)式、雙傳感器全閉環(huán)自適應(yīng)智能控制等，中走絲多次切割加工性能的穩(wěn)定性，歸根到底是運(yùn)行中的電極絲的張力控制的穩(wěn)定性和精確性，下面對(duì)是各種恒張力裝置的對(duì)比分析：

       1）彈簧式恒張力控制

       將彈簧的彈力作用于張力輪上，當(dāng)高速運(yùn)行的電極絲變松后張力輪在彈簧力的作用下使電極絲始終處于張緊狀態(tài)；雖說(shuō)是恒張力控制，然而彈簧的彈力會(huì)隨著張力輪的位移逐漸減小，在修刀時(shí)需要較大張力時(shí)，由于之前切割時(shí)彈簧的壓縮量已經(jīng)改變，修刀時(shí)緊張力反而減小，所以多次切割修刀的一致性、穩(wěn)定性明顯變差，名為恒張力實(shí)則越切越松。

       2）重錘式恒張力控制

       與彈簧恒張力不同，重錘式是在重力作用下，張力雖然不會(huì)越切越松，但是由于電極絲的張緊力是無(wú)規(guī)則的變化，張力輪在重錘的作用下會(huì)不斷往下移動(dòng)，當(dāng)張力輪的移動(dòng)與重力方向一致時(shí)電極絲受力小，當(dāng)張力輪移動(dòng)與重錘的重力方向相反時(shí)電極絲的受力就會(huì)明顯增大，這與吊車(chē)提升重物和向下送重物受力不一樣是一回事，可見(jiàn)重錘的上下移動(dòng)必然導(dǎo)致高速運(yùn)行中的電極絲受力頻繁改變，且由于重錘的重力始終不變，當(dāng)電極絲損耗變細(xì)后，重錘反而會(huì)將電極絲很快拉斷，導(dǎo)致電極絲使用壽命降低。

       3）電動(dòng)式恒張力控制

       通過(guò)電機(jī)設(shè)定一個(gè)自認(rèn)為合適的轉(zhuǎn)速拉動(dòng)張力輪，使逐漸變松的電極絲收緊，而電極絲的張力實(shí)際變化情況，電機(jī)并不知道，這是典型的你有你的千變?nèi)f化，我有我的一定之規(guī)，這樣以自我為中心的控制，效果可想而知，這里不再贅述；其實(shí)以上三種控制都是以自我為中心的開(kāi)環(huán)控制，好在彈簧和重錘在電極絲換向張力發(fā)生突變時(shí)有一定的緩沖，而電動(dòng)恒張力就更是六親不認(rèn)了。

       以上三種恒張力控制的一個(gè)最大優(yōu)勢(shì)就是生產(chǎn)成本低廉。在短時(shí)間內(nèi)的多次切割及修刀過(guò)程中對(duì)穩(wěn)定電極絲是起作用的，特別是客戶在中走絲選型試切演示時(shí)，都能獲得很好的效果，這一點(diǎn)用戶都有親身感受，但是在之后的長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)使用中，在應(yīng)對(duì)精細(xì)表面的穩(wěn)定性以及精確尺寸多個(gè)相同件的一致性上、特別是高厚度多次切割的腰鼓形誤差上如果不借助操作人員的“技能”，就完全無(wú)法勝任客戶的需求了。

       4）WIDCS（威迪克斯）——電極絲智能動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)

       電極絲智能動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)是通過(guò)雙傳感器適時(shí)檢測(cè)電極絲的張力變化，對(duì)雙向高速運(yùn)行的電極絲的動(dòng)態(tài)張力運(yùn)用AC伺服的快速響應(yīng)進(jìn)行精確控制，這是一個(gè)典型的全閉環(huán)自適應(yīng)的動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)，當(dāng)高速運(yùn)行的電極絲出現(xiàn)20克的張力變化時(shí)WIDCS可以在0.5秒內(nèi)精確修正，這是目前中國(guó)中走絲最先進(jìn)最精確的張力控制；完全擺脫了中走絲對(duì)操作人員的技能的依賴(lài)，WIDCS的深入探討在后面的技術(shù)問(wèn)答中還有詳細(xì)交流……

       7.中走絲選型的精度困惑

       在選型時(shí)客戶往往被宣傳的某一孤立的精度所迷惑，其實(shí)中走絲的精度是一個(gè)完整的體系，這包括了幾何精度、數(shù)控精度、加工精度、微觀精度（粗糙度）等，幾何精度和數(shù)控精度是保證加工精度的單項(xiàng)精度，也是基礎(chǔ)精度，而中走絲的加工精度則是一組綜合精度，不僅要關(guān)注某一工件的切割精度，還要高度關(guān)注多個(gè)零件的一致性精度，以及大面積粗糙度的穩(wěn)定性，這是檢驗(yàn)中走絲實(shí)用性的重要指標(biāo)。

       對(duì)于中走絲多次切割修刀加工，只要工作臺(tái)的機(jī)械質(zhì)量不是太離譜，往往圓度精度（或八方精度）更容易實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)樾薜恫粌H僅提高表面的精細(xì)度度，同時(shí)也會(huì)對(duì)材料切割時(shí)的變形有修正作用，所以對(duì)中走絲而言更重要的是關(guān)注在多次切割修刀工藝下工件上中下的腰鼓形誤差，特別是在100~200mm厚度時(shí)的腰鼓形誤差，這將直接影響塑膠模具的使用壽命，另外，無(wú)論是跳步模加工還是精密零件的大批量加工都要求通過(guò)多次切割修刀在提升表面粗糙度的同時(shí)還必須保證多個(gè)零件的一致性精度，由于在多次切割的過(guò)程中，電機(jī)絲的張力和直徑都在不斷的發(fā)生變化，這是中走絲與慢走絲機(jī)床的最大區(qū)別，對(duì)于慢走絲而言，電極絲是一次性使用且慢速運(yùn)動(dòng)，絲的直徑和張力的是相對(duì)穩(wěn)定的，所以一致性精度對(duì)于慢走絲而言幾乎不是問(wèn)題，而對(duì)于中走絲而言，由于電極絲高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)反復(fù)使用，張力直徑的無(wú)規(guī)則變化，使得電極絲在修刀時(shí)空間位置飄忽不定，這對(duì)工件表面的粗糙度的穩(wěn)定性以及尺寸誤差的一致性都是致命的。

       8.多次切割揮之不去的貫穿條紋

       中走絲機(jī)床多次切割加工的表面質(zhì)量除了表面粗糙度還包含表面無(wú)規(guī)則條紋、周期性條紋、表面隱形波浪紋等，下面一一闡述：

       表面無(wú)規(guī)則條紋、周期性條紋、表面隱形波浪紋等都屬于表面貫穿條紋，無(wú)論哪種貫穿條紋，都是在切割或修刀過(guò)程中加工區(qū)段的電極絲的空間位置出現(xiàn)微量移動(dòng)，我們稱(chēng)之為“漂移”，無(wú)規(guī)則的“漂移”產(chǎn)生無(wú)規(guī)則條紋，周期性“漂移”產(chǎn)生周期性條紋，而第一刀切割時(shí)的周期性“漂移”是產(chǎn)生修刀后的隱形波浪紋的罪魁禍?zhǔn)祝[形波浪紋拋光后清晰可見(jiàn)），而“漂移”與運(yùn)行中的電極絲動(dòng)態(tài)張力密不可分，特別是在修刀加工過(guò)程中張力的變化直接造成電極絲的各種“漂移”， 準(zhǔn)確的講張力的變化是運(yùn)行中的電極絲“漂移”的罪魁禍?zhǔn)?，只要能控制住運(yùn)動(dòng)中的電極絲的張力變化就能控制住運(yùn)行中的電極絲的“漂移”，進(jìn)而從根本上解決修刀表面的各種顯性的和隱形的條紋，為此，四川深揚(yáng)歷經(jīng)十余年的深入研究，通過(guò)雙傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)高速運(yùn)行的電極絲實(shí)現(xiàn)雙向自適應(yīng)的精確張力控制，從根本上解決了對(duì)電極絲空間位置“漂移”。填補(bǔ)了中國(guó)往復(fù)走絲線切割領(lǐng)域的空白，為此四川深揚(yáng)獲得了國(guó)家3項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和2項(xiàng)國(guó)家軟件著作權(quán)證書(shū)。

       9.對(duì)中走絲機(jī)床線架結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)誤區(qū)

       中走絲機(jī)床的實(shí)質(zhì)就是能夠穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)多次切割加工，用小能量高頻對(duì)加工表面進(jìn)行修刀，從而實(shí)現(xiàn)具有精細(xì)表面的精確加工效果，所以，精細(xì)和精確是最終目的，而快走絲的音叉式線架并不是影響精細(xì)和精確的原因，現(xiàn)在泰州的一些低價(jià)音叉式線架的中走絲機(jī)床，之所以切割效果差是由于音叉式線架結(jié)構(gòu)無(wú)法安裝電極絲的張緊機(jī)構(gòu)，所以操作人員很難掌控切割過(guò)程電極絲的張力的變化，在多次切割時(shí)特別是修刀時(shí)無(wú)論是表面質(zhì)量還是尺寸精度都無(wú)法滿足要求，其真實(shí)原因是電極絲的動(dòng)態(tài)張力無(wú)法有效控制，而現(xiàn)在廣泛使用的彈簧式或重錘式張力控制裝置，由于無(wú)法感知高速運(yùn)行的電極絲在音叉式線架結(jié)構(gòu)上張力的真實(shí)變化情況，這種我行我素的簡(jiǎn)單拉緊，即使安裝在音叉式線架上依然無(wú)法達(dá)到穩(wěn)定的精細(xì)、精確效果；然而由于低價(jià)的誘惑，還是導(dǎo)致很多的中小用戶深受其害，致使廣大用戶一致誤認(rèn)為快走絲式音叉結(jié)構(gòu)影響了多次切割的性能，其實(shí)真正影響中走絲性能的是在音叉式線架上的張力控制技術(shù)；四川深揚(yáng)對(duì)高速運(yùn)行的電極絲在音叉式結(jié)構(gòu)上的張力控制進(jìn)行了深入的研究，將電極絲智能動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)的軟件及硬件都進(jìn)行了有針對(duì)性的個(gè)性研發(fā)，與音叉式線架完美結(jié)合，以非常低的成本、價(jià)格達(dá)到高端機(jī)的切割效果，在一致性和穩(wěn)定性上已經(jīng)完全超過(guò)了十幾萬(wàn)的中走絲機(jī)床。