智能化的电火花线切割机编程控制系统的研制
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摘要
本论文主要介绍了课题所做的智能化的电火花线切割机（WEDM）编程控
制系统的研制、开发工作，详细阐述了系统的软、硬件设计思想，并着重分析
了课题研究中所做的一些改进和创新。
电火花线切割机编程控制系统包括编程和控制两个子系统，由软件和硬件
相互配合组成一个完整的计算机控制系统。控制系统包括硬件部分和软件部分，
硬件部分主要包括与CPU的接口电路、加工状态信息的采集电路、步进电机的
驱动控制电路和掉电保护电路，软件部分则主要通过控制步进电机的进给，实
现加工控制的目的。编程系统全部由软件来完成，实现了图形式输入的自动编
程及切割汉字的自动编程。
本课题所做的改进和创新主要有：采用了编程和控制一体化的解决方案；
对插补算法进行了改进，提高了加工效率和加工质量；提供了掉电保护功能；
增加了图形式输入的自动编程功能；提供了切割汉字的自动编程功能，扩大了
电火花线切割机的应用范围。此外，系统采用多任务的Windows操作系统作为
系统平台，加工控制和编程可以在前后台互相切换，并采用动态图形显示方法
对加工过程进行跟踪。本系统在国内同行业中保持领先水平。
另外，本文还对电火花线切割机的控制加工原理，接口电路以及系统软件
部分所涉及到的各种算法进行了较为详细的论述。
This paper mainly introdues the study and development of the Intelligentized Programming and Controlling System for Wire Electrical Discharge Machine (WEDM). The design method of the system is expounded in detail and some improvements and innovations in the task are emphasized.
The Intelligentized Programming and Controlling System for WEDM is composed of programming and controlling two subsystems. It is an integrated computer controlling system through the cooperation of software part and hardware part. The hardware part of controlling system consists the interface circuit of CPU, the circuit of collecting process status information the driving and controlling circuit of step motor and the protect circuit when losing electric power. The software part of controlling system achieves the aim of controlling process through controlling step motors. The programming system realizes the auto programming of the graphics inputting mode and cutting Chinese characters.
The improvements and innovations are made in following aspects. The integrated measure of programming and controlling is adopted and the protect function when losing electric power is provided. The improved interpolation enhances the process precision. The auto programming function of the graphics inputting mode and cutting Chinese characters is added. It makes programming and controlling can switch between foreground and background to adopt the multitask operating system Windows. This system is keep ahead in native same field.
Furthermore, the controlling process theory of WEDM, interface circuit and a little arithmetic in the system software are also discussed in this paper.
制系统的研制、开发工作，详细阐述了系统的软、硬件设计思想，并着重分析
了课题研究中所做的一些改进和创新。
电火花线切割机编程控制系统包括编程和控制两个子系统，由软件和硬件
相互配合组成一个完整的计算机控制系统。控制系统包括硬件部分和软件部分，
硬件部分主要包括与CPU的接口电路、加工状态信息的采集电路、步进电机的
驱动控制电路和掉电保护电路，软件部分则主要通过控制步进电机的进给，实
现加工控制的目的。编程系统全部由软件来完成，实现了图形式输入的自动编
程及切割汉字的自动编程。
本课题所做的改进和创新主要有：采用了编程和控制一体化的解决方案；
对插补算法进行了改进，提高了加工效率和加工质量；提供了掉电保护功能；
增加了图形式输入的自动编程功能；提供了切割汉字的自动编程功能，扩大了
电火花线切割机的应用范围。此外，系统采用多任务的Windows操作系统作为
系统平台，加工控制和编程可以在前后台互相切换，并采用动态图形显示方法
对加工过程进行跟踪。本系统在国内同行业中保持领先水平。
另外，本文还对电火花线切割机的控制加工原理，接口电路以及系统软件
部分所涉及到的各种算法进行了较为详细的论述。
This paper mainly introdues the study and development of the Intelligentized Programming and Controlling System for Wire Electrical Discharge Machine (WEDM). The design method of the system is expounded in detail and some improvements and innovations in the task are emphasized.
The Intelligentized Programming and Controlling System for WEDM is composed of programming and controlling two subsystems. It is an integrated computer controlling system through the cooperation of software part and hardware part. The hardware part of controlling system consists the interface circuit of CPU, the circuit of collecting process status information the driving and controlling circuit of step motor and the protect circuit when losing electric power. The software part of controlling system achieves the aim of controlling process through controlling step motors. The programming system realizes the auto programming of the graphics inputting mode and cutting Chinese characters.
The improvements and innovations are made in following aspects. The integrated measure of programming and controlling is adopted and the protect function when losing electric power is provided. The improved interpolation enhances the process precision. The auto programming function of the graphics inputting mode and cutting Chinese characters is added. It makes programming and controlling can switch between foreground and background to adopt the multitask operating system Windows. This system is keep ahead in native same field.
Furthermore, the controlling process theory of WEDM, interface circuit and a little arithmetic in the system software are also discussed in this paper.
引文
1． 黄友谦，曲线曲面的数值表示和逼近，上海科学技术出版社 1981． 10
2． 王义豹，计算机图形原理与编程，天津科学技术出版社，1993． 8
3． 钱汉臣，计算机实用图形学与CAD技术，西南师范大学出版社，重 庆，1996． 5
4． 应道宁，吴中奇，王尔健，计算机绘图，浙江大学出版社，1990． 6
5． 方逵，曲线曲面设计技术与显示原理，国防科技大学出版社，长沙， 1997． 2
6． 吴云波，吴石增，线切割机实现切割汉字的自动编程技术，电加工与 模具，2000，No．2，P14～17
7． 张武，椭圆八段圆弧拟合法探讨，电加工，1991，No．3，P40～43
8． 张武，椭圆最佳八段圆弧拟合，电加工，1992，No．3，P24～26
9． 薛利生 金志强，图形式编程与语言式编程，电加工，1996，No.3， P20～23
10． CIMT’95电加工机床评述小组，第四界中国国际机床展览会参展电加 工机床评述，电加工，1996，No．1，P2～9
11． 陈炜，线切割加工编程方法的研究，电加工，1998，No．4，P11～13
12． 杨晓冬，刘光壮，赵万生，基于智能技术的电火花加工条件优化，电 加工，1998，No．5，P5～9
13． 刘志东，赵健，刘华生，高速走丝电火花线切割机走向世界的条件初 探，电加工，1993，No．5，P6～8
14． 周正干，刘晋春，电火花线切割加工“约束型”自适应控制系统的研 究，电加工，1993，No．6，P2～5
15． 连芩，唐一平，卢秉恒，电火花加工间隙状态的鉴别与检测方法，电 加工与模具，2000，No．2，P10～13
16． 沈红，90年代的电火花加工技术和电火花加工机床，电加工，1997， NO．1，P2～5
17． 《中国集成电路大全》编写委员会，TTL集成电路，国防工业出版社， 1985． 2
18． 吴石增，机电一体化系统的计算机控制技术，中国电力出版社，1998． 9
19． 熊前兴，顾德义，微型计算机接口卡的原理及应用，科学出版社，1992． 1
20． 李圣怡，范大鹏，梁建成，智能制造技术基础，国防科技大学出版社， 1995． 10
21． 张思东，微处理机接口技术，中国计量出版社，1988． 8
22． 林奕鸿，机床数控技术及其应用，机械工业出版社，1994． 1
23． 冯勇，现代计算机数控系统，机械工业出版社，1996． 6
24． Paulo A. de Souza, Jr.Precision Toolmaker, Automation is the key to the future of EDM, 1999, Vol. 17, No.5
25． W. M. Wang, Digital gap monitor and adaptive integral control for auto-jumping in EDM , Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, 1995, Vol. 117, No.2
26． Analysis and adaptive control of EDM sinking process using the ignition delay time and fall time as parameter, M. Week (1) , J.M. Dehmer, STC E, 41/1/1992, P243
27． Swanke，John E．，John E．Swanke，Visual C++MFC扩展编程实例， 机 械工业出版社，2000． 1
28． Eugene Olafsen，Kenn Scribner，K．david Ehite，MFC Visual C++6编 程技术内幕，机械工业出版社，2000． 2
29． David J．Kruglinski，Scot Wingo，George Shepherd，Programming Visual C++6． 0技术内幕，第五版，北京希望电子出版社，1999． 5
30． 关章全，刘加明，Visual C++6． 0类库大全，电子工业出版社，1999． 12
31． 东箭工作室，Visual Basic 5． 0中文版程序设计，清华大学出版社，1998， P60～68
32． Evangelos Petroutsos，Kevin Hough，Visual Basic 6高级开发指南，电 子工业出版社，1998
33． Robert W. Stewart，visual Basic图形程序设计，清华大学出版社， 1995． 10
1． 吴云波，吴石增，线切割机实现切割汉字的自动编程技术，电加工与模 具，2000，No．2，P14～17
2． 吴云波，吴石增，奔腾Ⅲ处理器的结构与性能分析，微型机与应用， 1999，No．9，P20～22
2． 王义豹，计算机图形原理与编程，天津科学技术出版社，1993． 8
3． 钱汉臣，计算机实用图形学与CAD技术，西南师范大学出版社，重 庆，1996． 5
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7． 张武，椭圆八段圆弧拟合法探讨，电加工，1991，No．3，P40～43
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9． 薛利生 金志强，图形式编程与语言式编程，电加工，1996，No.3， P20～23
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11． 陈炜，线切割加工编程方法的研究，电加工，1998，No．4，P11～13
12． 杨晓冬，刘光壮，赵万生，基于智能技术的电火花加工条件优化，电 加工，1998，No．5，P5～9
13． 刘志东，赵健，刘华生，高速走丝电火花线切割机走向世界的条件初 探，电加工，1993，No．5，P6～8
14． 周正干，刘晋春，电火花线切割加工“约束型”自适应控制系统的研 究，电加工，1993，No．6，P2～5
15． 连芩，唐一平，卢秉恒，电火花加工间隙状态的鉴别与检测方法，电 加工与模具，2000，No．2，P10～13
16． 沈红，90年代的电火花加工技术和电火花加工机床，电加工，1997， NO．1，P2～5
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22． 林奕鸿，机床数控技术及其应用，机械工业出版社，1994． 1
23． 冯勇，现代计算机数控系统，机械工业出版社，1996． 6
24． Paulo A. de Souza, Jr.Precision Toolmaker, Automation is the key to the future of EDM, 1999, Vol. 17, No.5
25． W. M. Wang, Digital gap monitor and adaptive integral control for auto-jumping in EDM , Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME, 1995, Vol. 117, No.2
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29． David J．Kruglinski，Scot Wingo，George Shepherd，Programming Visual C++6． 0技术内幕，第五版，北京希望电子出版社，1999． 5
30． 关章全，刘加明，Visual C++6． 0类库大全，电子工业出版社，1999． 12
31． 东箭工作室，Visual Basic 5． 0中文版程序设计，清华大学出版社，1998， P60～68
32． Evangelos Petroutsos，Kevin Hough，Visual Basic 6高级开发指南，电 子工业出版社，1998
33． Robert W. Stewart，visual Basic图形程序设计，清华大学出版社， 1995． 10
1． 吴云波，吴石增，线切割机实现切割汉字的自动编程技术，电加工与模 具，2000，No．2，P14～17
2． 吴云波，吴石增，奔腾Ⅲ处理器的结构与性能分析，微型机与应用， 1999，No．9，P20～22