CN102179581A

CN102179581A - 电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置

Info

Publication number: CN102179581A
Application number: CN2011101038106A
Authority: CN
Inventors: 叶军; 许庆平; 朱宁
Original assignee: SUZHOU ELECTRICAL PROCESSING MACHINE TOOL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Current assignee: SUZHOU ELECTRICAL PROCESSING MACHINE TOOL RESEARCH INSTITUTE Co Ltd
Priority date: 2011-04-25
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2011-09-14

Abstract

一种电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，其特征在于：包括：一位置传感器，用于检测运丝筒的旋转圈数；一控制电路，其输入接位置传感器的输出信号，该控制电路用于对旋转圈数计数并输出控制信号；一伺服驱动器，其输入接控制电路输出的控制信号；一伺服电机，接于伺服驱动器上，由伺服驱动器的输出控制，该伺服电机用于驱动运丝筒。本发明对运丝筒的旋转圈数可准确控制，和传统的需手动调节两端的行程开关位置的换向方法相比，该方案完全可以通过数控方式任意指令运丝筒在某圈进行所需的控制，如增减速、换向等。

Description

电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置

技术领域

本发明涉及电火花线切割机床，特别涉及该机床上的数字式运丝筒驱动控制装置，该装置作用是驱动并精确控制运丝筒的运动。

背景技术

电火花线切割加工机是利用电火花蚀除原理，通过快速移动的电极丝对工件进行放电切割加工。

运丝筒是电火花线切割机床上的一个重要部分，通常运丝筒被支承于一拖板上，该拖板则相对基座沿运丝筒的轴向滑动连接，运丝筒的中心轴经同步带机构、丝杠副与拖板传动连接；电极丝经上导向轮穿过工件加工区，再绕过下导向轮后均匀地绕在运丝筒的表面，为驱动和控制运丝筒动作，运丝筒中心轴经联轴器连接一个三相交流异步电机。工作时，由三相交流异步电机驱动运丝筒按一定的速度正反旋转即带动电极丝在件加工区中作上下切割运动，并且三相交流异步电机的动力还经同步带机构、丝杠副传递至拖板上，使运丝筒还作轴向的往复移动，保证电极丝可均匀的排布而不相互重叠缠绕。

现有技术中，采用行程开关来控制三相交流异步电机的换向，即在拖板上设置限位块，而在基座上对应运丝筒轴向运动的换向位置设置行程开关，当运丝筒运动至一端换向位置时触动行程开关，电极丝上的高频脉冲电源被切断，然后电机被施加反转电压使电机反转，延时一定时间，待电机达到额定反向转速后，高频脉冲电源重新打开进行放电加工，直到运丝筒位移至另一端换向位置压上另一行程开关，如此周而往复。

由于上述现有技术中采用普通三相交流异步电机驱动和行程开关控制换向，行程开关的动作精度不高并且电机停转时存在惯性、磨擦等一系列不可控因素，故对运丝筒换向的位置（即旋转圈数）不能精确控制；并且操作麻烦，要调整运丝筒的换向位置只能停机手动调整行程开关的位置，特别是穿丝操作很麻烦，上丝时需要手摇驱动运丝筒找到运丝筒上电极丝的起始圈位置。

发明内容

本发明提供一种电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，以解决现有技术中运丝筒换向的位置（即旋转圈数）不能被精确控制的问题。

为达到上述目的，本发明采用的第一种技术方案是：一种电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，包括：

一位置传感器，用于检测运丝筒的旋转圈数；

一控制电路，其输入接位置传感器的输出信号，该控制电路用于对旋转圈数计数并输出控制信号；

一伺服驱动器，其输入接控制电路输出的控制信号；

一伺服电机，接于伺服驱动器上，由伺服驱动器的输出控制，该伺服电机用于驱动运丝筒。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述位置传感器可以是接近开关，也可以是旋转编码器。

2、上述方案中，所述控制电路可以是PLC、单片机、计算机等，这里较佳是由计算机构成。

为达到上述目的，本发明采用的第二种技术方案是：一种电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，包括：

一位置传感器，用于检测运丝筒的旋转圈数；

一变频器，其输入接控制电路输出的控制信号；

一电机，接于变频器上，由变频器的输出控制，该电机用于驱动运丝筒。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

2、上述方案中，所述控制电路可以是PLC、单片机、计算机的运动控制卡等，这里较佳是由计算机构成。

本发明设计原理以及带来的优点是：本发明提出在电火花线切割机运丝筒上运用伺服电机或普通电机加变频器控制的驱动方式，并且采用位置传感器件来检测运丝筒的旋转圈数。上丝后，绕在运丝筒表面的电极丝的总的圈数即可检测出来。根据预先设定的旋转圈数的指令，加工时运丝筒旋转至设定的圈数后，切断电极丝上的高频脉冲电源，电机降速→停止→反转升速到一定圈数后再在电极丝上加上高频脉冲电源。运行至另一端设定的圈数后再换向重复这一过程。从而对运丝筒的旋转圈数可准确控制，和传统的需手动调节两端的行程开关位置的换向方法相比，该方案完全可以通过数控方式任意指令运丝筒在某圈进行所需的控制，如增减速、换向等，并能更好地实现一些功能比如：1、在编程时，就可以定义某些圈数丝为粗加工时用，一些圈数丝精加工修正时用，提高工件加工精度，整个过程可完全程序控制，无需人工参与调整；2、长丝短用，进3退2的操作，可均化工件加工表面的换向条纹；3、当要重新穿丝时，可通过圈数指令让电极丝直接快速回到起始圈，方便了操作。本专利的使用可提高电火花线切割机的数控化自动化程度。

附图说明

附图1为本发明实施例一结构框图；

附图2为本发明实施例二结构框图；

附图3为运用本发明实施例一及二的运丝机构的示意图；

附图4为本发明实施例一及二的控制流程图；

附图5为本发明实施例一及二的控制电路框图。

以上附图中：1、运丝筒；2、拖板；3、基座；4、限位块；5、行程开关；6、位置传感器；7、电极丝；8、上导向轮；9、下导向轮；10、电机；11、工件；12、检测点。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图1、附图3、附图4、附图5所示：

一种电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，见附图1所示，包括位置传感器、控制电路、伺服驱动器以及伺服电机。所述位置传感器，用于检测运丝筒的旋转圈数，控制电路的输入接位置传感器的输出信号；该控制电路用于对旋转圈数计数并与设定值比较后输出控制信号；伺服驱动器的输入接控制电路输出的控制信号；伺服电机接于伺服驱动器上，由伺服驱动器的输出控制，该伺服电机用于驱动运丝筒，这里的伺服电机可采用直流伺服电机也可采用交流伺服电机。本实施例运丝筒驱动控制装置还包括两个行程开关，它们也接于伺服控制器的输入上，用于极限位置保护。

所述位置传感器可以是接近开关，也可以是旋转编码器。

运丝机构如附图3所示，运丝筒1支承于拖板2上，拖板2相对基座3滑动连接，在拖板2上设置两个限位块4，而所述两个行程开关5对应于限位块4安装于基座3上；所述位置传感器6对应于运丝筒1周面上的一检测点12设于运丝筒1旁。电极丝7则经上导向轮8穿过工件加工区，再绕过下导向轮9后均匀地绕在运丝筒1的表面，所述电机10，即伺服电机经联轴器与运丝筒1的中心轴连接。

本实施例控制电路的控制流程见附图4，所述控制电路见附图5，可具体由PLC、单片机或计算机组成。

本实施例运用伺服电机的驱动方式，并且采用位置传感器件来检测运丝筒的旋转圈数。上丝后，绕在运丝筒表面的电极丝的总的圈数即可检测出来。根据预先设定的旋转圈数的指令，加工时运丝筒旋转至设定的圈数后，切断电极丝上的高频脉冲电源，电机降速→停止→反转升速到一定圈数后再在电极丝上加上高频脉冲电源。运行至另一端设定的圈数后再换向重复这一过程。从而对运丝筒的旋转圈数可准确控制，和传统的需手动调节两端的行程开关位置的换向方法相比，本实施例完全可以通过数控方式任意指令运丝筒在某圈进行所需的控制，如增减速、换向等。

实施例二：参见附图2～5所示：

一种电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，参见附图2所示，包括位置传感器、控制电路、变频器以及电机。与实施例一的区别在于：本实施例以变频器和电机替代实施例一中的伺服驱动器和伺服电机，所述变频器的输入接控制电路输出的控制信号，而电机即一普通交流电机或直流电机，它接于变频器上，由变频器的输出控制，该电机用于驱动运丝筒。其他同实施例一这里不再赘述。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，其特征在于：包括：

一位置传感器，用于检测运丝筒的旋转圈数；

一伺服驱动器，其输入接控制电路输出的控制信号；

2.根据权利要求1所述的电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，其特征在于：所述位置传感器是接近开关。

3.一种电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，其特征在于：包括：

一位置传感器，用于检测运丝筒的旋转圈数；

一变频器，其输入接控制电路输出的控制信号；

4.根据权利要求3所述的电火花线切割机数字式运丝筒驱动控制装置，其特征在于：所述位置传感器是接近开关。