快走丝电火花线切割机床是我国独创(国外无相同产品)的电加工设备,它结构简单,生产成本和使用成本低廉,广泛应用于模具制造、精密零件加工和特殊材料加工领域,属为数不多的拥有自主知识产权的优秀民族机电产品之一。与低速走丝线切割机相比,快走丝机床具有排屑好的特点,对大厚度工件的加工优势明显,但是受到电极丝损耗、机械部分的结构与精度、进给系统的开环控制、加工中工作液导电率的变化、加工环境的温度变化及本身加工的特点(如运丝速度快、振源比较多、导轮磨损大)等因素的限制,工件加工品质相对低速走丝线切割机床有较大差距,面临着严峻挑战。因此,在现有的基础之上,如何提高快走丝线切割机的加工工艺指标,使之接近慢速走丝的水平是进一步扩大线切割加工应用范围必须解决的课题。开展对高速线切割恒张力系统的研究,对于提高产品的性价比,增强产品的竞争力,继续发挥快走丝机床的优越性具有重要的研究意义和实用价值。本文在对现有快走丝恒张力系统研究的基础上,找出了影响工件加工精度的主要原因,即贮丝筒换向瞬间电极丝抖动明显,工件表面有明显的凹凸条纹产生。针对这个问题,本文设计了一种具有复合排丝方式的新型双贮丝筒快走丝恒张力机构。该机构的研究内容主要包含两部分:(1)机械部分。新型机构采用双贮丝筒、上下对称式设计,分别利用两个滚珠丝杠螺母副实现往复式排丝。两个滚珠丝杠同时通过齿轮减速机构,由一台异步电动机拖动。为减小运丝机构的体积,对运丝机构的主要部件进行验算和设计,确定其主要参数并选择型号。在三维建模软件Pro/Engineer环境下,对运丝机构的机械部分进行建模,并利用Pro/MECHANIC对贮丝筒的主轴进行静态力学分析,检验其工作受力情况。(2)电气控制部分。上、下两个贮丝筒分别由一台异步电动机拖动,利用电动机间的转速差实现电极丝恒张力控制。受异步电动机工作特性的限制,首先根据空间矢量变换原理,将三相异步电动机等效为直流电动机,再利用直流电动机的工作特性,通过改变从动电动机的端电压,使主、从电动机之间产生转速差,最终实现运丝机构的恒张力控制。本课题提出了该新型恒张力运丝机构,研究并设计了这种新型恒张力运丝机构,初步研究了运丝机构的控制系统。本文所研究的新型恒张力运丝机构及其控制系统为进一步研制同类型电火花线切割机床的恒张力运丝系统提供了指导。