1.精細加工表面的穩定性——中走絲機床的永恒追求

       多次切割工藝的實現，使得中走絲機床的表面加工質量有了大幅提升，Ra1.0~0.8已成過去式，目前有研發實力的中走絲機床制造商已經突破Ra0.6，這是業內納秒級大能量高頻電源核心技術的重大突破，這再次刷新了制造業對中國往復走絲線切割機床的認知，更是對中國特有的往復走絲線切割機床產業的重大貢獻，然而在應對各種復雜模具及精密產品加工時，多次切割的穩定性、一致性與粗糙度本身同等重要，卻往往被用戶所忽視，設想一下，無論R表面質量多好，如果僅僅只能在小樣件上實現，或許在特定行業可以嶄露頭角，如果大面積的修刀穩定性、多個零件的一致性不能突破，用戶在應對各種復雜模具及精密產品加工時，必然是心中沒底、投鼠忌器；

       2.精確加工尺寸的一致性——中走絲機床實用性的試金石

       低粗糙度、高精度、高一致性是中走絲機床的非常重要的技術指標，但是客戶選型時往往忽略了對一致性精度的關注，目前行業標準對一致性也沒有很實用的指標；

       由于擁有此技術的廠家極為有限，所以大部分的中走絲生產廠極少提及多次切割時的一致性精度，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后苦不堪言、為時已晚；中走絲機床在實際應用中，常常遇到的是多次切割下多個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，為了方便用戶確認中走絲機床的一致性誤差，從中走絲的實戰出發，四川深揚的企業標準規定：在無需操作人員技能干預的情況下，連續多次切割30個相同的20×20試件，要求在達到Ra≤1.0情況下，這30個試件的任意一致性誤差≤0.005。

       3.中走絲機床“最大效率”的困惑

       在中走絲的技術指標中常常會看到“最大切割效率”，但是每個中走絲生產商對于“最大切割效率”的規定和理解都各有不同，與用戶的直觀理解更是大相徑庭，目前的行業標準也沒有一個準確的定義。

       中走絲機床“最大切割效率”的概念是引自于慢走絲機床行業，對于慢走絲機床而言，由于電極絲使用是一次性的，以盡量大的高頻能量實現不斷絲的連續加工，無論絲耗多大只要不斷絲即可，此時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。然而對于中走絲線切割機床而言，情況就完全不同了。由于電極絲是循環往復使用，絲耗的大小直接影響連續切割的時間長短，有些企業為了真實反映高頻電源的性能，在時間的計算上甚至要扣除絲筒兩端換向的時間，由此看來“最大切割效率”更像是生產廠家的一個實驗數據，而真正評估中走絲機床的效率，前提必須要確定能連續切割不斷絲的最長時間或連續切割不斷絲的最大面積，在此連續的基礎上效率才有實用價值，可見對于中走絲機床而言最大切割效率（簡稱最大效率）和正常工作的切割效率（簡稱工作效率）是兩個完全不同的概念，根據中走絲的實際使用情況，至少能夠連續切割20000mm2（2萬平方毫米）的情況下最大效率才有實際意義；

       4.大錐度中走絲里的陷阱

       大錐度中走絲機床是指可以實現大錐度（60°）的多次切割加工技術，從而有效提升錐度表面的精細度，特別是在加工塑膠模的斜頂孔時，孔的粗糙度和孔的上中下腰鼓形誤差直接影響模具的質量和壽命，由此可見，大錐度多次切割技術是非常重要的，由于中走絲機床高速往復走絲的特點，導絲器（眼模）的安裝無論是機械結構還是理論軌跡都會直接影響加工精度，所以用戶在選型時一定要有所側重，如果既要確保尺寸精度又要確保粗糙度，就必須實現大錐度無導絲器情況下的多次切割修刀，然而這對電極絲的張力控制技術要求非常高，必須具備雙傳感器雙向自適應張力的適時全閉環控制技術，同時還要實現UV軸與控制張緊輪的張力軸聯動，這是中走絲機床特有的XYUVF（F為張力全閉環控制軸）五軸聯動；

       5. 中走絲的閉環控制有玄機

       中走絲機床的XY軸的閉環控制可分為半閉環和全閉環，雖然都屬于閉環控制，但是在控制精度和技術含量上卻是天壤之別，半閉環是通過伺服電機自帶的編碼器將絲杠的旋轉信號送入驅動器，所以半閉環控制并不是直接反應工作臺的運動精度，而全閉環控制是將平行于XY軸的光柵尺信號直接傳入控制系統主機，所以從控制角度講全閉環的控制精度遠遠高于半閉環，但是對于一般的中走絲機床，半閉環控制完全能夠滿足大部分市場需求，而對于全閉環控制而言，光柵尺的安裝工藝是影響機床控制精度的一個重要因素，以及機床本身的內在品質，這個問題在技術問答中有更詳細的探討；

       6.中走絲機床各種暗藏玄機的張力控制

       中走絲與慢走絲的最大區別就在于中走絲機床的電極絲的高速頻繁往復運動，使得高速運行的電極絲的振動、張力、直徑時刻都在無規則的變化，特別是在修刀時，由于中走絲是單邊放電加工，所以張力的變化將直接導致電極絲在加工過程中空間位置的改變，雖然用導絲器（眼模）雖能起到一定作用，但是無法從根本上改變，高速運行電極絲的動態張力控制，是區分中走絲性能的一個非常重要的標志，目前市場上中走絲的電極絲張力控制方式有：彈簧式、重錘式、電動式、雙傳感器全閉環自適應智能控制等，中走絲多次切割加工性能的穩定性，歸根到底是運行中的電極絲的張力控制的穩定性和精確性，下面對是各種恒張力裝置的對比分析：

       1）彈簧式恒張力控制

       將彈簧的彈力作用于張力輪上，當高速運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；雖說是恒張力控制，然而彈簧的彈力會隨著張力輪的位移逐漸減小，在修刀時需要較大張力時，由于之前切割時彈簧的壓縮量已經改變，修刀時緊張力反而減小，所以多次切割修刀的一致性、穩定性明顯變差，名為恒張力實則越切越松。

       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，張力雖然不會越切越松，但是由于電極絲的張緊力是無規則的變化，張力輪在重錘的作用下會不斷往下移動，當張力輪的移動與重力方向一致時電極絲受力小，當張力輪移動與重錘的重力方向相反時電極絲的受力就會明顯增大，這與吊車提升重物和向下送重物受力不一樣是一回事，可見重錘的上下移動必然導致高速運行中的電極絲受力頻繁改變，且由于重錘的重力始終不變，當電極絲損耗變細后，重錘反而會將電極絲很快拉斷，導致電極絲使用壽命降低。

       3）電動式恒張力控制

       通過電機設定一個自認為合適的轉速拉動張力輪，使逐漸變松的電極絲收緊，而電極絲的張力實際變化情況，電機并不知道，這是典型的你有你的千變萬化，我有我的一定之規，這樣以自我為中心的控制，效果可想而知，這里不再贅述；其實以上三種控制都是以自我為中心的開環控制，好在彈簧和重錘在電極絲換向張力發生突變時有一定的緩沖，而電動恒張力就更是六親不認了。

       以上三種恒張力控制的一個最大優勢就是生產成本低廉。在短時間內的多次切割及修刀過程中對穩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，都能獲得很好的效果，這一點用戶都有親身感受，但是在之后的長時間生產使用中，在應對精細表面的穩定性以及精確尺寸多個相同件的一致性上、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”，就完全無法勝任客戶的需求了。

       4）WIDCS（威迪克斯）——電極絲智能動態控制系統

       電極絲智能動態控制系統是通過雙傳感器適時檢測電極絲的張力變化，對雙向高速運行的電極絲的動態張力運用AC伺服的快速響應進行精確控制，這是一個典型的全閉環自適應的動態控制系統，當高速運行的電極絲出現20克的張力變化時WIDCS可以在0.5秒內精確修正，這是目前中國中走絲最先進最精確的張力控制；完全擺脫了中走絲對操作人員的技能的依賴，WIDCS的深入探討在后面的技術問答中還有詳細交流……

       7.中走絲選型的精度困惑

       在選型時客戶往往被宣傳的某一孤立的精度所迷惑，其實中走絲的精度是一個完整的體系，這包括了幾何精度、數控精度、加工精度、微觀精度（粗糙度）等，幾何精度和數控精度是保證加工精度的單項精度，也是基礎精度，而中走絲的加工精度則是一組綜合精度，不僅要關注某一工件的切割精度，還要高度關注多個零件的一致性精度，以及大面積粗糙度的穩定性，這是檢驗中走絲實用性的重要指標。

       對于中走絲多次切割修刀加工，只要工作臺的機械質量不是太離譜，往往圓度精度（或八方精度）更容易實現，這是因為修刀不僅僅提高表面的精細度度，同時也會對材料切割時的變形有修正作用，所以對中走絲而言更重要的是關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厚度時的腰鼓形誤差，這將直接影響塑膠模具的使用壽命，另外，無論是跳步模加工還是精密零件的大批量加工都要求通過多次切割修刀在提升表面粗糙度的同時還必須保證多個零件的一致性精度，由于在多次切割的過程中，電機絲的張力和直徑都在不斷的發生變化，這是中走絲與慢走絲機床的最大區別，對于慢走絲而言，電極絲是一次性使用且慢速運動，絲的直徑和張力的是相對穩定的，所以一致性精度對于慢走絲而言幾乎不是問題，而對于中走絲而言，由于電極絲高速往復運動反復使用，張力直徑的無規則變化，使得電極絲在修刀時空間位置飄忽不定，這對工件表面的粗糙度的穩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

       中走絲機床多次切割加工的表面質量除了表面粗糙度還包含表面無規則條紋、周期性條紋、表面隱形波浪紋等，下面一一闡述：

       表面無規則條紋、周期性條紋、表面隱形波浪紋等都屬于表面貫穿條紋，無論哪種貫穿條紋，都是在切割或修刀過程中加工區段的電極絲的空間位置出現微量移動，我們稱之為“漂移”，無規則的“漂移”產生無規則條紋，周期性“漂移”產生周期性條紋，而第一刀切割時的周期性“漂移”是產生修刀后的隱形波浪紋的罪魁禍首（隱形波浪紋拋光后清晰可見），而“漂移”與運行中的電極絲動態張力密不可分，特別是在修刀加工過程中張力的變化直接造成電極絲的各種“漂移”， 準確的講張力的變化是運行中的電極絲“漂移”的罪魁禍首，只要能控制住運動中的電極絲的張力變化就能控制住運行中的電極絲的“漂移”，進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，四川深揚歷經十余年的深入研究，通過雙傳感器的實時監測，對高速運行的電極絲實現雙向自適應的精確張力控制，從根本上解決了對電極絲空間位置“漂移”。填補了中國往復走絲線切割領域的空白，為此四川深揚獲得了國家3項發明專利和2項國家軟件著作權證書。

       9.對中走絲機床線架結構的認識誤區

       中走絲機床的實質就是能夠穩定的實現多次切割加工，用小能量高頻對加工表面進行修刀，從而實現具有精細表面的精確加工效果，所以，精細和精確是最終目的，而快走絲的音叉式線架并不是影響精細和精確的原因，現在泰州的一些低價音叉式線架的中走絲機床，之所以切割效果差是由于音叉式線架結構無法安裝電極絲的張緊機構，所以操作人員很難掌控切割過程電極絲的張力的變化，在多次切割時特別是修刀時無論是表面質量還是尺寸精度都無法滿足要求，其真實原因是電極絲的動態張力無法有效控制，而現在廣泛使用的彈簧式或重錘式張力控制裝置，由于無法感知高速運行的電極絲在音叉式線架結構上張力的真實變化情況，這種我行我素的簡單拉緊，即使安裝在音叉式線架上依然無法達到穩定的精細、精確效果；然而由于低價的誘惑，還是導致很多的中小用戶深受其害，致使廣大用戶一致誤認為快走絲式音叉結構影響了多次切割的性能，其實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；四川深揚對高速運行的電極絲在音叉式結構上的張力控制進行了深入的研究，將電極絲智能動態控制系統的軟件及硬件都進行了有針對性的個性研發，與音叉式線架完美結合，以非常低的成本、價格達到高端機的切割效果，在一致性和穩定性上已經完全超過了十幾萬的中走絲機床。