近年来，国外电火花成形加工技术发展很快，电火花铣削加工、混粉加工、模糊控制、微细电火花加工等技术的发展以及直线电机和专家系统的应用，使电火花成形机的性能得到很好的提高。我国在这两方面与国外相比差距很大，现有的单轴数控电火花成形机不能实现电火花铣削加工，混粉电火镜面加工的研究还处于起步阶段，模糊控制、微细电火花加工等还都处于研究阶段纽。

为此，我们面向中小型企业，结合模具技术发展的要求。研究开发了技术先进、性能优越、价格适中的精密数控电火花成形机。

关键字:精密;电火花成形机;机床

1 精密电火花成形机总体结构设计

精密电火花成形机的总体结构如图1所示，机床由底座、立柱、工作台、主轴和工作液循环系统等组成。电火花成形机常见的结构布局形式有立柱式和龙门式。立柱式成形运动工作台实现X轴和Y轴平动，主轴实现Z轴进给运动和旋转运动。龙门式，主轴机构安装在龙门上，龙门实现Y轴平动，主轴在龙门上实现X轴平动和Z 轴进给运动及旋转运动。我们采用立柱式布置，工作液循环系统相对机床独立布置。

2 精密电火花成形机的运动系统设计

机床工作台运动系统通常都采用滚动导轨导向、直流伺服(或步进电机)驱动，滚珠丝杠传动，目前，国内外的数控电火花成形机床大多都采用这种传动方案，在技术上较成熟。现有的3轴数控电火花成形机大多采用的是图2。

所示的方案，主轴部件安装在溜板上，采用直流或交流伺服电机直接驱动，主轴进给运动采用滚动导轨导向，直流或交流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，带动溜板进给。这种结构为了承受主轴高速跳跃所产生的冲击力，采用较粗的滚珠丝杠和较大的轴承，使主轴的重量加大，为了提高主轴的高速性能，选用大功率和高转速的电机。

近年来，直线电机直接驱动、电主轴技术发展很快，德国、日本等已成功地将直线电机、电主轴应用到机床结构中，本设计采用图2b所示的方案，主轴进给运动采用THK精密直线滚动导轨导向，西门子直线电机直接驱动，主轴的旋转由电主轴直接驱动。去掉了滚珠丝杠及其支承装置，这样主轴箱的结构更加紧凑。由于省去了中间部件，减轻了主轴箱的重量，传动精度更高，高速运动性能更好。

3 精密电火，花成形机控制系统结构

本文设计的精密电火花成形机控制系统总体结构如图3所示。方案采用基于工业PC的开放式数控，系统由伺服驱动控制一、脉冲电源控制、放电间隙状态检测与控制、工作液循环系统控制等部分组成，为了缩短研发周期，采用固高科技的GT-400-SV型4轴电机控制卡进行4轴电机控制，采用凌华科技的ACL- 8112型多功能DAQ卡进行脉冲电源控制与加工状态的数据采集。