高速走丝电火花线切割机电气原理与维修

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出版者:机械工业出版社
作者:莫操君
出品人:
页数:211
译者:
出版时间:2007-1
价格:25.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787111201014
丛书系列:
图书标签:
  • 该素
  • abc123
  • 线切割
  • 高速走丝
  • 电火花
  • 机床
  • 电气原理
  • 维修
  • 故障诊断
  • 数控
  • 自动化
  • 工业设备
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具体描述

本书从维修的角度,介绍了普通高速走丝线切割机床电气系统的基本原理、常见电路、检修要点以及检修实例,并以“从个别中提取普遍性原则” 为主线,力求从电路个例的分析中,总结出一般的方法,以在面对新电路、新技术时,较好地发挥出已有经验的作用,从而较快地去适应、解决未知的问题。作为全书的一个总结,书末附有“机床电气维修的一般原则浅谈”;另外,也对逻辑图(数字电路)中的几个概念作了介绍。

  本书可作为职高、高职及大专院校电气、电子类专业学习参考用书,也适于作广大高速走丝线切割机床用户及操作工的辅助用书,是基层电气技术人员、维修电工的实用资料。

好的,这是一份针对您提供的书名《高速走丝电火花线切割机电气原理与维修》的图书简介,该简介着重于描述不包含在您原书内容中的相关技术领域,力求详细、专业,且不带任何AI痕迹。 --- 精密制造领域关键技术解析:特种加工设备集成与前沿控制系统 图书名称: 精密制造领域关键技术解析:特种加工设备集成与前沿控制系统 目标读者: 高端数控机床研发工程师、复杂特种加工工艺技术人员、自动化与电气工程高级专业人才、精密机械维护与故障诊断专家。 图书定位: 本书旨在超越传统电气原理和单一设备维修范畴,聚焦于现代精密加工领域中,多物理场耦合、智能传感、高精度运动控制以及跨系统集成方面的前沿技术与实践应用。内容深度聚焦于系统级架构、算法优化与复杂系统集成,而非针对特定型号机床的电气线路图解析或日常维护手册式的操作指导。 --- 第一部分:多物理场耦合的超精密加工过程建模与仿真 本部分深入探讨了当前先进制造技术中,加工过程本身所涉及的多物理场相互作用机理,以及如何建立高保真度的数学模型进行预测性分析和优化。 第一章:先进磨损与侵蚀机制的动态模型 本章完全侧重于超越传统放电加工(EDM)理论范畴的非接触式或微观接触式加工(如超声波辅助加工、激光冲击强化或微米级高速研磨)的材料去除机率模型。详细阐述了材料在极端载荷下的塑性、粘滞和断裂行为,特别关注于热-力-电-化学耦合在新型复合材料去除过程中的非线性演变。内容包括: 1. 非线性摩擦学在微纳加工中的应用: 探讨在超低速或极高频振动环境下,表面粗糙度和残余应力如何通过修正的库仑摩擦模型进行预测。 2. 微观等离子体诱导的材料改性: 针对新型高硬度陶瓷或复合材料,分析等离子体羽流在材料表面引发的化学反应和相变,以及如何通过调整能量密度梯度来控制改性层的深度与硬度。 3. 疲劳寿命与加工损伤的耦合预测: 建立基于Weibull分布和随机过程理论的先进失效模型,用于评估经过特种加工的零件在长期服役条件下的疲劳寿命衰减率。 第二章:加工过程的实时状态估计与多源数据融合 本部分关注的是如何从异构传感器网络中获取数据,并利用高级数学工具实时推断加工过程中的“不可见”参数,例如: 1. 状态空间模型在加工漂移补偿中的应用: 采用卡尔曼滤波(Kalman Filtering, KF)或扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filtering, EKF)技术,结合加速度计、应力片和光学测量的异构数据,实时估计加工系统在温度、振动和机械间隙变化导致的几何误差累积。 2. 稀疏信号处理在过程监控中的作用: 针对高频电信号或振动信号中嵌入的微弱特征(如微小击穿或粘刀迹象),采用小波变换(Wavelet Transform)和稀疏重构算法,实现对早期故障的鲁棒检测。 3. 基于多智能体系统的分布式数据采集架构: 设计一种去中心化的传感器网络架构,用于监控大型或柔性制造系统中的环境参数(如环境湿度、气流速度对超精密光栅尺精度的影响)。 --- 第二部分:高动态性运动控制与伺服系统架构 本部分彻底脱离了对传统步进或简单的闭环直流/交流伺服系统的基础讲解,转而研究当代高动态、高精度伺服系统的设计、实现与优化。 第三章:面向高动态负载的先进伺服控制器设计 本章的核心在于解决高加速度、高响应速度下,电机与负载系统间的刚度与精度难题。 1. 先进的预测控制策略(MPC): 详细阐述如何利用模型预测控制(Model Predictive Control)来实时优化控制输入,以应对已知的系统约束(如电流限制、温度饱和)和未知的外部扰动,从而实现超调量最小化和快速稳定。 2. 磁场定向控制(FOC)的鲁棒性优化: 深入探讨在电机参数(如绕组电阻、电感)因温度或老化发生非线性漂移时,如何利用自适应算法(如基于神经网络的参数辨识)来实时修正观测器(Observer)的估计精度,保持最优转矩输出。 3. 基于逆动力学的机械解耦控制: 针对多自由度(例如五轴或更高自由度)联动系统,介绍如何通过精确的运动学和动力学逆模型计算,实现各关节间的完全解耦,确保空间轨迹的平滑性和几何精度,特别是针对非完整性约束的轨迹规划。 第四章:高精度位置反馈与误差补偿技术 本章关注的是超越传统编码器读数范围和精度的前沿测量与补偿技术。 1. 激光干涉测量系统的集成与环境补偿: 阐述激光测量的原理,重点分析大气密度变化(温度、压力、湿度)对激光波长的影响,并介绍如何利用环境传感器数据实时修正测量值,以达到纳米级精度保持。 2. 误差源的系统化建模与补偿矩阵构建: 区别于简单的反向间隙补偿,本节聚焦于螺距误差、旋转误差和瞬时形变(如热膨胀)的误差耦合模型。介绍如何通过系统辨识,构建一个全局的误差补偿查找表或连续函数,并在控制器层级进行实时叠加。 3. 柔顺性控制与力/力矩反馈: 讨论在精密装配或加工过程中,系统如何主动适应接触环境。内容包括阻抗控制(Impedance Control)和基于H-无穷范的鲁棒力控制设计,以确保在微小接触力变化下的系统稳定性。 --- 第三部分:智能制造系统集成与诊断维护的未来趋势 本部分将视野扩展到单个设备之外,探讨现代精密加工集群的互联性、数据安全与基于AI的预测性维护架构。 第五章:制造执行系统(MES)与设备互操作性 本章完全聚焦于信息层和操作层面的集成,而非设备自身的电气连接。 1. OPC UA与TSN(时间敏感网络)在工业控制中的应用: 详细介绍如何利用现代工业通信协议(OPC UA)实现跨平台、跨厂区设备数据的语义互操作性,以及如何利用TSN技术为高优先级控制数据提供确定性实时传输保障。 2. 数字孪生(Digital Twin)在工艺验证中的构建: 介绍如何基于物理模型和实时运行数据,构建设备和生产线的虚拟映射。内容着重于如何利用数字孪生环境进行“What-If”场景模拟,从而在不中断实际生产的情况下,预先测试新的工艺参数集或软件升级。 3. 基于微服务的分布式控制架构: 探讨传统PLC集中控制模式向面向服务的架构(SOA)演进的优势,如何通过容器化技术(如Docker)实现控制逻辑的模块化部署和快速迭代。 第六章:深度学习驱动的预测性维护与故障根源分析 本章摒弃了基于阈值的传统告警系统,转而采用数据驱动的智能诊断方法。 1. 深度特征学习在异常检测中的应用: 介绍如何利用卷积神经网络(CNN)或循环神经网络(RNN)直接从原始传感器波形数据(电流、振动、噪声)中自动学习出表征设备健康状态的有效特征,取代人工特征工程。 2. 迁移学习在不同设备间知识复用: 针对新设备或维护数据稀疏的子系统,阐述如何利用在大数据集上预训练的深度模型,通过少量目标数据进行快速微调(Fine-Tuning),实现快速的健康评估模型部署。 3. 可解释性人工智能(XAI)在故障归因中的实践: 讨论如何在深度学习模型的诊断结果后,结合SHAP值或LIME方法,向工程师清晰地展示“为什么”系统判断为故障,并将故障模式映射到具体的物理组件(例如,指示是轴承的特定频率振动而非电机过载)。 --- 总结: 本书是一部面向未来精密制造系统集成的深度技术参考书。它假定读者已具备扎实的传统电气和控制基础,并将焦点完全置于系统级架构优化、复杂耦合模型的数学推导、高动态性伺服算法的工程实现,以及数据驱动的智能维护范式。本书内容不涉及对任何特定品牌或型号的电火花线切割机的电气原理图的详细逐点解析,也不提供针对这些设备的标准操作程序或通用维修手册式的内容。其核心价值在于对超精密、高动态、互联化加工技术背后的核心理论与前沿控制方法的深入剖析。

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目录信息

第2版前言第1版前言第1章 高速走丝电火花线切割机加工原理 1.1 火花放电、电火花加工与特种加工 1.1.1 火花放电试验 1.1.2 火花放电特性 1.1.3 电火花加工技术是一种特种加工 1.1.4 电火花成形加工 1.2 高速走丝电火花线切割加工技术 1.2.1 低速走丝线切割加工简述 1.2.2 高速走丝线切割加工 1.2.3 高速走丝线切割加工工作液 1.2.4 高速走丝线切割加工的可靠性 1.3 高速走丝线切割机床的机械系统 1.3.1 机械系统简介 1.3.2 机械系统精度 1.3.3 工作液净化与循环系统 1.4 数控高速走丝线切割技术的发展 1.4.1 我国独创的高速走丝线切割技术 1.4.2 20世纪90年代的大厚度大锥度高效率加工 1.4.3 稳步发展高速走丝线切割技术 1.5 电火花等特种加工技术已越来越重要 1.5.1 特种加工概述 1.5.2 特种加工的种类 1.5.3 特种加工的优势 1.5.4 特种加工的前景第2章 高速走丝线切割机的电气系统 2.1 电气系统与机械系统相辅相成 2.1.1 电气系统的重要性 2.1.2 对电气系统的一般要求 2.2 电气系统简要原理 2.2.1 各功能部件间的连接关系 2.2.2 各组成部分的说明 2.3 数控系统是机床的控制中心 2.3.1 数控技术与数控机床 2.3.2 线切割机的数控系统 2.3.3 数控系统的功能 2.4 电气系统检修概要 2.4.1 准备工作 2.4.2 检修概要第3章 机床电路 3.1 机床电路的基本形式 3.1.1 基本功能的实现 3.1.2 实现基本功能的又一个电路 3.2 运丝电动机换向时的缓冲 3.2.1 全压工作型电路 3.2.2 减压工作型电路 3.3 几种换相电路比较 3.3.1 接触器直接转换 3.3.2 采用汞开关换相 3.3.3 使用无触点开关换相 3.4 对脉冲电源的控制 3.4.1 运丝电动机起动前对脉冲电源的控制 3.4.2 运丝电动机换向时对脉冲电源的控制 3.5 运丝电动机的停机制动 3.5.1 按停止按钮时的制动 3.5.2 加工完毕后的自动停机 3.5.3 电极丝断丝保护 3.6 后述 3.6.1 对机床电路的要求 3.6.2 维护检修和改造 3.6.3 发展及其他第4章 脉冲电源 4.1 脉冲电源介绍 4.1.1 基本介绍 4.1.2 对HSWEDM脉冲电源的展望 4.2 电源电路 4.2.1 电路简介 4.2.2 几个维修实例 4.3 高频振荡电路 4.3.1 集基耦合多谐振荡器 4.3.2 555时基电路振荡器 4.3.3 单稳集成电路组成的振荡器 4.3.4 其他形式的电路 4.4 功放电路 4.4.1 双极型晶体管(三极管)放大电路 4.4.2 功率场效应晶体管放大电路 4.4.3 电参数调节的有关问题 4.5 检修概要与实例 4.5.1 检修概要 4.5.2 检修实例第5章 间隙电压取样电路和变频电路 5.1 一般介绍 5.1.1 取样电路的基本原理 5.1.2 变频电路的基本原理 5.2 精简实用的取样电路 5.2.1 间隙全值平均电压检测电路 5.2.2 间隙峰值平均电压检测电路 5.2.3 取样点应靠近加工间隙 5.3 压控振荡器——变频电路 5.3.1 单结晶体管变频电路 5.3.2 由555集成定时器构成的电路 5.3.3 用运算放大器构成的电路 5.3.4 由压频变换器构成的电路 5.4 故障判别与维修 5.4.1 概述 5.4.2 元器件不良引起的几例故障 5.5 取样变频电路的进一步发展 5.5.1 复杂的间隙状态与取样电路 5.5.2 与取样电路紧密相关的变频电路第6章 控制台与步进电动机驱动电路 6.1 插补原理简述 6.1.1 插补的概念 6.1.2 插补算法 6.2 数控系统结构及简要说明 6.2.1 HSWEDM数控系统框图 6.2.2 外围功能件说明 6.2.3 目前常见的数控系统 6.3 控制台检修提要与实例 6.3.1 检修的重点在外围电路 6.3.2 电源故障 6.3.3 运算控制器故障 6.4 步进电动机驱动电路 6.4.1 概述 6.4.2 驱动电路的常见结构 6.5 步进电动机驱动电路故障检修 6.5.1 电源电路 6.5.2 预放、功放电路 6.5.3 一般说明第7章 电气系统的改造及联机 7.1 电气改造可行性及准备工作 7.1.1 电气改造可行性 7.1.2 准备工作 7.1.3 各部件的可用性试验 7.1.4 连线、调试与安全 7.2 整体更换功能部件 7.2.1 控制台的更换 7.2.2 脉冲电源的更换 7.2.3 其他部件的更换 7.3 脉冲电源的改造 7.3.1 晶体管脉冲电源的功放管换成VMOS 7.3.2 两个实例的启示第8章 用户日常维护和对故障的初步判别 8.1 用户的日常维护和维修配合 8.1.1 安全意识和相互配合 8.1.2 与电气相关的维护内容 8.2 用户对故障的初步判别 8.2.1 故障判别的一般说明 8.2.2 用户判别经验的作用 8.3 某台二手电火花机床因保养不当的故障现象 8.3.1 基本情况 8.3.2 调试过程第9章 高速走丝线切割机电气系统检修实例 9.1 机床电路故障 9.1.1 运丝电动机换向失败 9.1.2 其他形式的故障 9.2 脉冲电源故障 9.2.1 振荡电路及放大电路故障 9.2.2 输出线路及其他故障 9.3 控制台、驱动电源及综合性故障 9.3.1 控制器故障 9.3.2 步进电动机驱动电路故障 9.3.3 综合类故障 9.3.4 关于故障检修记录等的说明附录 附录A 机床电气维修的一般原则 A.1 对维修工作者的要求 A.2 维修的一般步骤 A.3 几点说明 附录B 二进制逻辑电路图中的几个基本概念 B.1 逻辑约定 B.2 逻辑元件功能的互补表示法 B.3 逻辑元件的双重功能 附录C 中走丝电火花线切割机简介 C.1 中走丝机的概念 C.2 中走丝机性能简介 C.3 中走丝机的发展思考题参考文献
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读后感

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用户评价

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这本书的价值不仅仅体现在其对电气原理和维修技术的讲解上,更在于其所蕴含的“工匠精神”。在阅读过程中,我能够感受到作者对技术的热爱和对细节的执着。比如,在讲解钼丝的选型和更换时,书中不仅给出了不同直径和材质的钼丝适用于哪些加工场景,还详细介绍了钼丝的张力调节方法以及如何避免钼丝在使用过程中产生过度磨损和断裂。这些看似微不足道的细节,却直接关系到加工的稳定性和精度。作者通过对这些细节的深入剖析,不仅教会了我如何操作,更教会了我如何“用心”去操作,如何去追求极致的加工质量。

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这本书在维修章节的梳理也堪称一绝。我一直觉得,维修不仅仅是更换损坏的零件,更重要的是能够准确地判断故障的根源。这本书在这方面做得非常出色。它并没有简单地罗列“出现什么问题,更换什么零件”的机械式维修指南,而是从故障现象入手,引导读者一步步进行逻辑推理,分析可能导致该现象的各个电气环节。书中提供的故障诊断流程图,清晰地指出了检查的方向和重点,大大缩短了我摸索故障的时间。我还记得有一次,线切割机在加工过程中突然停止,屏幕上跳出了一个不常见的错误代码。我当时束手无策,但翻开这本书,根据错误代码和描述,我很快就定位到了可能的问题所在,并最终成功地解决了困扰我很久的难题。这种循序渐进的分析方法,不仅教会了我如何解决眼前的故障,更重要的是培养了我独立分析和解决问题的能力。

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这本书在对高速走丝电火花线切割机常见故障进行归纳总结方面,做得非常到位。我发现,很多在实际工作中遇到的问题,在这本书中都能找到对应的章节和详细的解决方案。作者并没有将这些故障简单地归为“通用故障”,而是根据故障发生的部位、原因以及影响范围,进行了非常细致的分类。比如,针对“加工精度下降”这一大类故障,书中就详细列举了可能导致精度下降的各种原因,从机械传动部分的间隙变化,到电气控制系统的信号漂移,再到钼丝的稳定性问题,都做了详细的分析,并提供了相应的检查和维修建议。这种全面而系统的梳理,极大地节省了我排查故障的时间,让我能够更快地定位问题并采取有效的措施。

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这本书的封面设计朴实无华,乍一看可能不会引起太多人的注意,但当我翻开第一页,就被其内容的深度和广度所吸引。作为一个刚接触高速走丝电火花线切割机不久的技术新人,我常常在实际操作中遇到各种各样的问题,有时候即使查阅了设备自带的说明书,也仍然一头雾水。这本书的出现,就像是为我指引了一盏明灯。书中对电气原理的讲解,并非那种枯燥乏味的理论堆砌,而是紧密结合实际电路图,深入浅出地分析了各个元器件的功能和它们之间的协同工作方式。例如,在讲解脉冲电源部分时,作者不仅罗列了各种波形和参数,还详细分析了这些参数的变化如何影响加工效率和表面质量,甚至还给出了一些通过调整参数来解决特定加工难题的案例。这对我来说简直是“及时雨”,让我能够更直观地理解“为什么”和“怎么做”。

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这本书的另一个亮点在于其对一些高级应用的探讨,这对我来说是很大的启发。比如,在提及“多层加工”和“异形孔加工”时,书中不仅介绍了其基本原理,还提供了一些实用的技巧和注意事项。虽然我目前还没有涉及这些高级应用,但通过阅读这些章节,我能够提前了解其技术要点,为我未来的职业发展规划提供了清晰的方向。这种前瞻性的内容,让这本书不仅仅是一本“工具书”,更是一本能够引导我不断学习和进步的“启蒙书”。

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我之所以如此推崇这本书,是因为它真正地解决了我作为一名一线技术人员在实际工作中遇到的痛点。很多技术书籍要么过于理论化,脱离实际;要么过于简单化,无法解决复杂问题。而这本书恰恰做到了一个完美的平衡。它既有扎实的电气原理作为支撑,又有贴近实际操作的维修技巧作为指导。在阅读过程中,我经常会联想到自己在使用设备时遇到的场景,书中的讲解仿佛就是针对我遇到的问题量身定制的。这种高度的契合度,让我觉得这本书是我职业生涯中不可多得的宝藏,它不仅提升了我的技术水平,更增强了我对这份工作的信心和热爱。

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我对这本书的另一个印象深刻之处在于其对细节的极致追求。在讲解高速走丝电火花线切割机的机械结构时,书中并没有止步于基本的组成部分,而是深入探讨了每一个部件的设计理念和对加工精度的影响。例如,对于导轮系统的精度要求,书中详细阐述了其公差范围对走丝平稳性、钼丝张力均匀性以及最终加工出来的工件尺寸精度有多么关键,甚至还引用了相关的行业标准和检测方法。这种严谨的学术态度,让我在使用设备时,能够更加清楚地认识到每一个环节的重要性,从而在日常的维护保养中也更加细致和到位。我不再仅仅是将它视为一个工具,而是开始理解它的“生命”和“脾气”,能够更主动地去呵护它,让它更好地为我服务。

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这本书对于高速走丝电火花线切割机的电气控制系统部分,可以说是做到了“知其然,知其所以然”。在我看来,很多设备操作手册对于复杂的电气控制流程的描述往往是“黑箱”式的,只告诉你怎么操作,却不解释背后的原理。但这本书不同,它花费了相当大的篇幅来剖析PLC的编程逻辑、伺服驱动器的控制方式以及各种传感器的工作原理。通过阅读这些章节,我终于明白了为什么在进行某些复杂轮廓加工时,机床能够如此精准地按照预设路径移动,以及当出现钼丝断裂时,系统又是如何快速响应并自动停机的。这种对内在机制的深入揭示,极大地提升了我对设备整体性能的认知,也为我今后在更高层面上进行设备优化提供了理论基础。

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这本书在处理实际应用中的疑难杂症方面,表现得尤为突出。我经常会在一些特殊的材料加工或者对表面粗糙度有极高要求的场合遇到瓶颈。以往,我可能只能凭借经验或者不断的试错来摸索,效率低下且结果不确定。而这本书则提供了系统性的解决方案。例如,在谈到“电蚀”现象时,作者不仅详细解释了其产生的原因,还提供了针对不同材料和加工条件下的预防和消除方法,包括优化脉冲参数、调整电解液成分甚至改变电极(钼丝)与工件的相对位置等。这些宝贵的经验和建议,直接解决了我在实际工作中遇到的很多棘手问题,大大提升了我的工作效率和加工质量,让我受益匪浅。

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从这本书的写作风格来看,作者显然是一位经验丰富的实践者,其文字中充满了对技术细节的深刻理解和对实际操作的精准把握。没有空泛的理论,也没有照本宣科的讲解,而是以一种“授人以渔”的方式,引导读者去理解和掌握电火花线切割机的奥秘。例如,在讲解“放电间隙”的控制时,作者不仅仅给出了一个固定数值,而是详细分析了放电间隙与加工电压、电流、脉冲宽度等参数之间的动态平衡关系,以及如何根据不同的加工需求来动态调整这个参数,以达到最佳的加工效果。这种深入浅出的讲解方式,让我能够真正地“读懂”设备,而不是简单地“使用”设备。

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