电火花线切割加工具有非接触、无毛刺、低应力、精度高等特点,在特种加工领域占据重要地位。在中国制造2025的时代背景下,研制一款结构小巧、功能完善的桌面式电火花线切割平台,符合现代机床小型化、绿色化的发展趋势。基于嵌入式多核处理器的线切割数控系统具有多实时任务并行、任务间通信频繁的特点,因此多核实时任务的调度成为了高性能线切割数控系统开发过程中必须解决的问题。此外,由于往复走丝线切割加工中电极丝损耗和断丝难以避免,因此结合电火花线切割加工机理,实现对断丝与电极丝损耗的实时预测和控制,对提高线切割系统的加工效率有着重要的意义。本文根据电火花线切割工艺需求,将桌面式电火花线切割平台划分为走丝模块、伺服进给模块、脉冲电源模块以及工作液循环模块。针对传统走丝机构张紧力调整不便的劣势,设计了张紧力稳定且灵活可调的双丝筒重锤式走丝机构;设计并校核了基于滚珠丝杠的伺服进给模块,并利用步进电机结合编码器实现伺服进给的闭环控制;通过总结传统脉冲电源的优劣,设计了一种基于BUCK电路的脉冲电源,该电源采用电感作为限流元件,电能利用率高。桌面式电火花线切割平台的数控系统采用ARM+STM32的结构,ARM与STM32通过CAN总线通信。其中ARM芯片作为上位机,控制伺服进给模块并运行数控软件;STM32作为下位机,负责控制走丝模块、脉冲电源模块以及工作液循环模块。线切割数控软件采用安全,高效的多进程架构,软件各进程通过共享内存、有名管道和信号实现加工数据的交换与加工流程的同步,各进程同步运行且互不干扰。为了发挥多核处理器的性能优势,提高数控系统实时性,对线切割数控系统进行了任务分析,建立了多核任务分配问题的抽象模型描述;采用处理器负载约束改良模拟退火法,实现了线切割数控系统多核任务分配寻优算法,该算法可快速收敛到最优分配方案,同时兼顾线切割数控系统多任务并发与周期执行的要求,充分发挥了处理器的多核运算能力,提升数控系统实时性能。针对桌面式电火花线切割平台的断丝问题,根据其断丝前出现密集电弧放电的特征,结合实验分析其断丝机理,得到了脉冲宽度与电弧放电概率及其电流峰值呈正相关的规律。基于该规律,提出了通过电流脉冲梯度曲线检测电弧脉冲,并采用多种手段抑制电弧脉冲,以减小电极丝损伤的断丝控制方案。经实验验证,该断丝控制方案能够抑制电弧放电的出现,提高加工稳定性,延缓断丝发生。根据电火花线切割加工的微观机理与电极丝损耗理论,得到了峰值电流、脉冲宽度二者与电极丝损伤呈正相关的规律,研究了基于循环神经网络的峰值电流预测技术。选取峰值电流和脉宽作为样本特征,通过STM32完成样本数据的采集与预处理。分析了循环神经网络的特点,利用Python语言对训练数据进行时间序列化处理后,建立并训练基于LSTM-RNN的峰值电流预测模型,最后利用Tensor Flow Lite将模型部署到数控系统上位机中,结合相应控制手段,提前抑制大峰值电流放电,降低了电极丝的损耗。