CN104028865B - 往复高速走丝静态恒定张力控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种往复高速走丝静态恒定张力控制系统，其包括第一导向线轮A‑D、第二导向线轮A‑B、入线引导滑轮、张力控制器及分别与该张力控制器相连接的张力传感器、第一、第二运丝轮收放装置、和第一、第二恒定张力调节装置；本发明结构设计巧妙、合理，采用运丝轮结构替代传统的转丝筒，有效解决了因丝筒不同心而产生的电极丝共振及抖动问题，有效保证电极丝的张力恒定，提升加工效果；而且无需调整张力轮和电极丝原有位置的问题，只需控制伺服马达的转速即可，操作简易；同时采用对称结构设计，两边可以相配合地松丝及往返运转，有效解决了单边松丝及往返运转张力不恒定的问题，进一步保证张力的恒定性，提升加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及线切割机床，特别涉及一种往复高速走丝静态恒定张力控制系统。
背景技术
线切割机是一种在电极丝两端加高频电源，通过对放电的控制实现对金属材料进行去蚀的加工机床。
在走丝线切割机的加工使用中，电极丝运行的平稳程度对机床的加工性能影响很大。在机床使用过程中，加工出来的零件表面出现条纹，加工过程中断丝等不正常现象往往都与电极丝运行的平稳程度有直接的关系。
然而现有的线切割机均为采用转丝筒进行收放线，容易出现因转丝筒不同心而产生的电极丝共振及抖动问题，严重影响到线切割效果。而且电极丝张力调节麻烦，均需要通过线向动态来调整张力轮的位置来调整，操作繁琐，且容易出现线抖动的问题，另外传统的线切割机均是采用单边松丝及往返运转的结构设计，难以保证张力恒定，这将会直接影响到线切割的效果。
发明内容
针对上述不足，本发明的目的在于，提供一种能减小电极丝的振动，并有效保证电极丝的张力恒定，提高加工精度的往复高速走丝静态恒定张力控制系统。
本发明为实现上述目的，所提供的技术方案是：一种往复高速走丝静态恒定张力控制系统，其包括第一导向线轮A、第一导向线轮B、第一导向线轮C、第一导向线轮D、第二导向线轮A、第二导向线轮B、入线引导滑轮、张力控制器及分别与该张力控制器相连接的张力传感器、第一运丝轮收放装置、第二运丝轮收放装置、第一恒定张力调节装置和第二恒定张力调节装置，电极丝依次绕经第一运丝轮收放装置、第一导向线轮A、第一导向线轮B、第一恒定张力调节装置、第一导向线轮C、第一导向线轮D、张力传感器、入线引导滑轮、第二导向线轮A、第二恒定张力调节装置、第二导向线轮B和第二运丝轮收放装置。
作为发明的一种改进，所述第一运丝轮收放装置包括第一后张力马达及设置在该第一后张力马达的驱动轴上的第一运丝收放轮。
作为发明的一种改进，所述第二运丝轮收放装置包括第二后张力马达及设置在该第二后张力马达的驱动轴上的第二运丝收放轮。
作为发明的一种改进，所述第一恒定张力调节装置包括第一张力回弹复位装置、第一伺服马达、第一驱动滚轮、第一汽缸、第一张力滚轮和第一电磁阀，第一汽缸和第一张力滚轮相对设置，第一驱动滚轮设置在第一伺服马达的驱动轴上，该第一伺服马达通过第一张力回弹复位装置设置在第一汽缸与第一张力滚轮之间的位置，且该第一伺服马达在第一张力回弹复位装置的弹力作用下向远离第一张力滚轮的一侧方向移动，以使第一驱动滚轮与第一张力滚轮作逐渐分开动作，所述第一汽缸的活塞杆连接在第一伺服马达上，且能在活塞杆伸出时能使第一驱动滚轮与第一张力滚轮作逐渐靠拢动作, 第一电磁阀与第一汽缸相连接。
作为发明的一种改进，所述第二恒定张力调节装置包括第二张力回弹复位装置、第二伺服马达、第二驱动滚轮、第二汽缸、第二张力滚轮和第二电磁阀，第二汽缸和第二张力滚轮相对设置，第二驱动滚轮设置在第二伺服马达的驱动轴上，该第二伺服马达通过第二张力回弹复位装置设置在第二汽缸与第二张力滚轮之间的位置，且该第二伺服马达在第二张力回弹复位装置的弹力作用下向远离第二张力滚轮的一侧方向移动，以使第二驱动滚轮与第二张力滚轮作逐渐分开动作，所述第二汽缸的活塞杆连接在第二伺服马达上，且能在活塞杆伸出时能使第二驱动滚轮与第二张力滚轮作逐渐靠拢动作，第二电磁阀与第二汽缸相连接。
作为发明的一种改进，所述第一导向线轮A为V型滑轮，所述第一导向线轮B、第一导向线轮C、第一导向线轮D、第二导向线轮A和第二导向线轮B与该第一导向线轮A的结构一致。
本发明的有益效果为：本发明结构设计合理，巧妙采用运丝轮结构替代了传统的转丝筒，有效解决了传统的因丝筒不同心而产生的电极丝共振及抖动问题，有效保证电极丝的张力恒定，提升加工效果；张力控制器可以通过张力传感器所反馈检测张力值来相应调整第一、第二伺服马达的转速来保证电极丝的张力恒定，有效解决线切割机需线向动态来调整张力轮和电极丝原有位置的问题，操作简易；同时采用对称结构设计，两边可以相配合地松丝及往返运转，有效解决了传统的电极丝单边松丝及往返运转张力不恒定的问题，进一步保证张力的恒定性，大大降低了加工粗糙度，提升加工精度。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的电路模块结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1和图2，本实施例提供的一种往复高速走丝静态恒定张力控制系统，其包括第一导向线轮A6、第一导向线轮B7、第一导向线轮C8、第一导向线轮D9、第二导向线轮A10、第二导向线轮B11、入线引导滑轮12、张力控制器及分别与该张力控制器相连接的张力传感器1、第一运丝轮收放装置5、第二运丝轮收放装置2、第一恒定张力调节装置3和第二恒定张力调节装置4，电极丝依次绕经第一运丝轮收放装置5、第一导向线轮A6、第一导向线轮B7、第一恒定张力调节装置3、第一导向线轮C8、第一导向线轮D9、张力传感器1、入线引导滑轮12、第二导向线轮A10、第二恒定张力调节装置4、第二导向线轮B11和第二运丝轮收放装置2。加设有入线引导滑轮12，可以自动穿丝，有效改变了传统的穿丝方式，穿丝效果好，有效提高工作效率。
具体的，所述第一运丝轮收放装置5包括第一后张力马达51及设置在该第一后张力马达51的驱动轴上的第一运丝收放轮52。第二运丝轮收放装置2与第一运丝轮收放装置5的结构基本一致；具体的该第二运丝轮收放装置2包括第二后张力马达21及设置在该第二后张力马达21的驱动轴上的第二运丝收放轮22。
所述第一恒定张力调节装置3包括第一张力回弹复位装置31、第一伺服马达32、第一驱动滚轮33、第一汽缸34、第一张力滚轮35和第一电磁阀36，第一汽缸34和第一张力滚轮35相对设置，第一驱动滚轮33设置在第一伺服马达32的驱动轴上，该第一伺服马达32通过第一张力回弹复位装置31设置在第一汽缸34与第一张力滚轮35之间的位置，且该第一伺服马达32在第一张力回弹复位装置31的弹力作用下向远离第一张力滚轮35的一侧方向移动，以使第一驱动滚轮33与第一张力滚轮35作逐渐分开动作，所述第一汽缸34的活塞杆连接在第一伺服马达32上，且能在活塞杆伸出时能使第一驱动滚轮33与第一张力滚轮35作逐渐靠拢动作, 第一电磁阀36与第一汽缸34相连接。第一张力回弹复位装置31可以采用一扭杆和一扭簧，该扭杆的下端铰接在机架上，第一伺服马达32固定在该扭杆的上端，扭簧设置在扭杆与机架的铰接处，且一端卡勾在机架上，另一端卡勾扭杆上，在扭簧的扭力作用下，能使扭杆向远离第一张力滚轮35的一侧方向摆动。
同样，所述第二恒定张力调节装置4与第一恒定张力调节装置3的结构基本一致，具体的，该第二恒定张力调节装置4包括第二张力回弹复位装置41、第二伺服马达42、第二驱动滚轮43、第二汽缸44、第二张力滚轮45和第二电磁阀46，第二汽缸44和第二张力滚轮45相对设置，第二驱动滚轮43设置在第二伺服马达42的驱动轴上，该第二伺服马达42通过第二张力回弹复位装置41设置在第二汽缸44与第二张力滚轮45之间的位置，且该第二伺服马达42在第二张力回弹复位装置41的弹力作用下向远离第二张力滚轮45的一侧方向移动，以使第二驱动滚轮43与第二张力滚轮45作逐渐分开动作，所述第二汽缸44的活塞杆连接在第二伺服马达42上，且能在活塞杆伸出时能使第二驱动滚轮43与第二张力滚轮45作逐渐靠拢动作，第二电磁阀46与第二汽缸44相连接。第二张力回弹复位装置41的结构与第一张力回弹复位装置31的结构一致。
较佳的，所述第一导向线轮A6为V型滑轮，所述第一导向线轮B7、第一导向线轮C8、第一导向线轮D9、第二导向线轮A10和第二导向线轮B11与该第一导向线轮A6的结构一致。优选采用V型滑轮，导向传线效果更好，稳定性高。
接通电源后，张力传感器1信号自检、第一后张力马达51和第二后张力马达21零位自检、第一汽缸34和第二汽缸44的活塞杆伸出，相应使第一驱动滚轮33和第一张力滚轮35、第二驱动滚轮43和第二张力滚轮45作逐渐靠拢动作，实现耦合的目的。电极丝方向走丝，第一后张力马达51和第二后张力马达21相应反向转动，实现一放一收的目的；可以通过与张力控制器相连接的控制面板进行设定转速运转。
工作时，预先将电极丝依次绕经第一运丝轮收放装置5、第一导向线轮A6、第一导向线轮B7、第一恒定张力调节装置3、第一导向线轮C8、第一导向线轮D9、张力传感器1、入线引导滑轮12、第二导向线轮A10、第二恒定张力调节装置4、第二导向线轮B11和第二运丝轮收放装置2。
由第一后张力马达51带动第一运丝收放轮52转动，实现将第一运丝收放轮52上的电极丝送出，电极丝依次经第一导向线轮A6和第一导向线轮B7的导向进入第一驱动滚轮33和第一张力滚轮35之间，这时，可以通过控制第一伺服马达32的转速来相应控制电极丝的张力，以达到通过反向张力来使电极丝以静态恒定张力工作。电极丝绕经第一张力滚轮35送出后，依次经第一导向线轮C8和第一导向线轮D9导向进入上机头13，所述张力传感器1设置在第一导向线轮D9与上机头13之间的位置，能感应电极丝的张力，并反馈相应的张力信号至张力控制器；张力控制器则相应调整第二伺服马达42的转速相应控制电极丝的张力，以达到张力控制恒定。经上机头13送出的电极丝进入下机头14，在入线引导滑轮12的引导作用下，再经第二导向线轮A10进入第二驱动滚轮43和第二张力滚轮45之间，然后引用再经第二导向线轮B11绕在第二运丝收放轮22上，第二后张力马达21带动第二运丝收放轮22转动，实现收线目的。
电极丝在通过第一张力滚轮35和第二张力滚轮45时，张力控制器根据张力传感器1所反馈张力信号，相应控制第一伺服马达32和第二伺服马达42的工作状态，以相应达到所需的恒定电极丝张力。具体控制张力时，当第二伺服马达42作为牵引驱动力时，若电极丝的张力过大时，张力传感器1感应并反馈至张力控制器，张力控制器控制第一伺服马达32的转速相应加快，以保证线张力恒定；若电极丝的张力过小时，张力传感器1感应并反馈至张力控制器，张力控制器则控制第一伺服马达32的转速相应减慢，以保证线张力恒定；反之，当第一伺服马达32作为牵引驱动力时，若电极丝的张力过大时，张力传感器1感应并反馈至张力控制器，张力控制器控制第二伺服马达42的转速相应加快，以保证线张力恒定；当若电极丝的张力过小时，张力传感器1感应并反馈至张力控制器，张力控制器则控制第二伺服马达42的转速相应减慢，以保证线张力恒定。
本发明往复高速走丝静态恒定张力控制系统具体包括以下优点：
1、巧妙去除传统的转丝筒，有效解决了传统的因丝筒不同心而产生的电极丝共振及抖动问题，有效保证电极丝的张力恒定，提升加工稳定性，转丝筒消失被替代，减小了电极丝的振动、抖动所产生的噪音，从直接意义上解决现有市场往复高速走丝线割机床电极丝抖动技术瓶颈。
2、有效解决现有市场往复高速走丝线割机床高速走丝时，不需要移动及调整张力轮的原有位置，只需根据张力传感器检测张力值相应调整第一伺服马达32和第二伺服马达42的转速所产生的力距来保证电极丝张力恒定，实现了静态张力控制系统。
3、有效解决现有市场往复高速走丝线割机床高速走丝时，电极丝单边松丝往返运转张力不恒定技术瓶颈，本发明往复高速走丝静态恒定张力控制系统采用对称结构设计，两边可以相配合稳定的力距及往返运转，有效保证张力恒定，解决了电极丝单边松丝所产生的不稳定因素，大大降低了加工时电极丝断丝率，提高了加工综合效率及加工精度和表面粗糙度。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制，采用与其相同或相似的其它系统，均在本发明保护范围内。
Claims (5)
1.一种往复高速走丝静态恒定张力控制系统，其特征在于，其包括第一导向线轮A、第一导向线轮B、第一导向线轮C、第一导向线轮D、第二导向线轮A、第二导向线轮B、入线引导滑轮、张力控制器及分别与该张力控制器相连接的张力传感器、第一运丝轮收放装置、第二运丝轮收放装置、第一恒定张力调节装置和第二恒定张力调节装置，电极丝依次绕经第一运丝轮收放装置、第一导向线轮A、第一导向线轮B、第一恒定张力调节装置、第一导向线轮C、第一导向线轮D、张力传感器、入线引导滑轮、第二导向线轮A、第二恒定张力调节装置、第二导向线轮B和第二运丝轮收放装置；所述第一恒定张力调节装置包括第一张力回弹复位装置、第一伺服马达、第一驱动滚轮、第一汽缸、第一张力滚轮和第一电磁阀，第一汽缸和第一张力滚轮相对设置，第一驱动滚轮设置在第一伺服马达的驱动轴上，该第一伺服马达通过第一张力回弹复位装置设置在第一汽缸与第一张力滚轮之间的位置，且该第一伺服马达在第一张力回弹复位装置的弹力作用下向远离第一张力滚轮的一侧方向移动，以使第一驱动滚轮与第一张力滚轮作逐渐分开动作，所述第一汽缸的活塞杆连接在第一伺服马达上，且能在活塞杆伸出时能使第一驱动滚轮与第一张力滚轮作逐渐靠拢动作, 第一电磁阀与第一汽缸相连接。
2.根据权利要求1所述的往复高速走丝静态恒定张力控制系统，其特征在于，所述第一运丝轮收放装置包括第一后张力马达及设置在该第一后张力马达的驱动轴上的第一运丝收放轮。
3.根据权利要求1所述的往复高速走丝静态恒定张力控制系统，其特征在于，所述第二运丝轮收放装置包括第二后张力马达及设置在该第二后张力马达的驱动轴上的第二运丝收放轮。
4.根据权利要求1所述的往复高速走丝静态恒定张力控制系统，其特征在于，所述第二恒定张力调节装置包括第二张力回弹复位装置、第二伺服马达、第二驱动滚轮、第二汽缸、第二张力滚轮和第二电磁阀，第二汽缸和第二张力滚轮相对设置，第二驱动滚轮设置在第二伺服马达的驱动轴上，该第二伺服马达通过第二张力回弹复位装置设置在第二汽缸与第二张力滚轮之间的位置，且该第二伺服马达在第二张力回弹复位装置的弹力作用下向远离第二张力滚轮的一侧方向移动，以使第二驱动滚轮与第二张力滚轮作逐渐分开动作，所述第二汽缸的活塞杆连接在第二伺服马达上，且能在活塞杆伸出时能使第二驱动滚轮与第二张力滚轮作逐渐靠拢动作，第二电磁阀与第二汽缸相连接。
5.根据权利要求1-3之一所述的往复高速走丝静态恒定张力控制系统，其特征在于，所述第一导向线轮A为V型滑轮，所述第一导向线轮B、第一导向线轮C、第一导向线轮D、第二导向线轮A和第二导向线轮B与该第一导向线轮A的结构一致。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Cunzhen Inventor after: Huang Yu Inventor after: Li Haizhou Inventor after: Ye Jinhua Inventor after: Zou Qingyuan Inventor after: Lu Zichen Inventor before: Li Cunzhen Inventor before: Huang Yu Inventor before: Li Haizhou |
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Effective date of registration: 20190716 Address after: Room 601, Building 9 Ruiying International Science and Technology Innovation Park, Songshan Lake Park, Dongguan City, Guangdong Province Patentee after: Li Weilin Address before: Room 506-7, No. 6 Industrial South Road, Songshan Lake High-tech Industrial Development Zone, Dongguan City, Guangdong Province Patentee before: Dongguan Wei Yao numerical control device Co., Ltd |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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Effective date of registration: 20191107 Address after: 510000 No.4, Weiwu Road, Zengjiang street, Zengcheng District, Guangzhou City, Guangdong Province (workshop A-1) Patentee after: Guangzhou Jingchuang Intelligent Technology Co., Ltd Address before: Room 601, Building 9 Ruiying International Science and Technology Innovation Park, Songshan Lake Park, Dongguan City, Guangdong Province Patentee before: Li Weilin |
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