CN104588800A - 线切割机床电极丝的自适应张力控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线切割机床电极丝的自适应张力控制装置及方法，其装置包括机架、设于机架上的储丝筒、过渡换向轮、均设有主导向轮的上机头和下机头，绕于储丝筒、所有换向轮和导轮上的电极丝形成走丝回路，在上机头与储丝筒之间及下机头与储丝筒之间的机架上分别设有轴式张力传感器，每个轴式张力传感器上均通过轴承设有张力检测轮，所述电极丝绕于两张力检测轮上并形成包角，轴式张力传感器均与一单片机相连；在机架上设有两平行导柱以及一丝杠螺母副，其中丝杠装于机架上并与两导柱平行，一伺服电机与丝杠通过同步皮带轮机构连接，一滑座与螺母固连并滑动装于两导柱上，滑座上设有张紧轮，电极丝绕于张紧轮上；本发明可更为精确地检测及调节加工段电极丝的张力，从而提高加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种往复走丝型电火花线切割机床电极丝的自适应张力控制装置及方法。
背景技术
线切割机床电极丝的张力是否符合要求与加工质量密切相关；现有电极丝张力的检测及调整装置及方法，通常采用在上机头与下机头之间加工段外的电极丝上设置一个张力检测轮，通过其测得的张力值来判断加工段处电极丝的张力值，再通过改变张紧轮的位置来调整张力；但由于电极丝经过换向轮和导轮，在走丝过程中存在摩擦力，测得的张力值与加工段处电极丝的张力值存在一定差别，而当电极丝往复运行时，所设置的传感器检测的张力值仅能反映出电极丝单侧的张力情况，而决定加工质量的是加工段电极丝的张力值，但在加工段处又无法设置张力检测轮，因此该方法对加工段电极丝张力的检测及控制都不够精确，影响了加工质量。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种线切割机床电极丝的自适应张力控制装置及方法，它能更为精确地检测及调节加工段电极丝的张力，从而提高加工质量。
为达到上述目的，本发明的线切割机床电极丝的自适应张力控制装置，包括机架、设于机架上的储丝筒、一个以上的过渡导向轮、上机头、下机头，上、下机头上分别设有主导向轮，绕于储丝筒、过渡导向轮、主导向轮上的电极丝形成走丝回路，其特征在于在上机头与储丝筒之间及下机头与储丝筒之间的机架上分别设有轴式张力传感器，每个轴式张力传感器上均通过轴承设有张力检测轮，所述电极丝绕于两张力检测轮上并形成包角，轴式张力传感器均与一单片机相连；在机架上设有用于控制电极丝张紧力的执行机构模组，该模组设有两平行导柱以及一丝杠螺母副，其中丝杠装于机架上并与两导柱平行，一伺服电机与丝杠通过同步皮带轮机构连接，一滑座与螺母固连并滑动装于两导柱上，滑座上设有张紧轮，电极丝也绕于张紧轮上。
作为上述自适应张力控制装置的进一步改进，所述伺服电机也与单片机相连，单片机还与报警装置相连；便于实现张力调节的自动控制及输出报警信号；
对应于上述装置的线切割机床电极丝的自适应张力控制方法为： 1）通过作为两张力检测轮芯轴的轴式张力传感器分别检测上机头与储丝筒之间及下机头与储丝筒之间电极丝的张力；2）将测得的两张力值均反馈给单片机；3）以测得的两张力值作为变量，向单片机输入计算上机头与下机头之间加工段电极丝张力的公式及预设张力值的范围；4）单片机根据测得的两张力值计算出上机头与下机头之间加工段电极丝的张力，如该张力大于预设张力值的范围上限，则单片机控制伺服电机转动一定角度，再通过同步皮带轮机构、丝杠使得螺母、滑座及张紧轮移动，可调节电极丝的张紧度以调节其张力，直至加工段电极丝的张力落入预设张力值的范围内；如该张力小于预设张力值的范围下限，则单片机控制伺服电机反向转动一定角度，使得张紧轮反向移动，直至加工段电极丝的张力落入预设张力值的范围内；
作为上述自适应张力控制方法的进一步改进，向单片机输入加工段电极丝张力的极大值和极小值，极大值和极小值均不在预设张力值的范围内；在控制过程中，当单片机计算出加工段电极丝的张力值超出极大值或极小值时，，即说明运丝系统出现不良情况，单片机通过报警装置输出异警信息，提示用户对运丝系统进行维护保养，以实现机床运丝状态的自诊断功能，提升整机的智能化水平。
综上所述，本发明由于可更为精确地检测及调节加工段电极丝的张力，从而提高加工质量，智能化水平高。
附图说明
图1为本发明线切割机床电极丝的自适应张力控制装置实施例的主视图。
图2为图1的A处放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1、图2所示，该线切割机床电极丝的自适应张力控制装置，包括机架1、设于机架1上的储丝筒2、四个过渡换向轮3、上机头4和下机头5，上机头4和下机头5均设有主导向轮6，在上机头4与储丝筒2之间及下机头5与储丝筒2之间的机架1上分别设有轴式张力传感器7或8，每个轴式张力传感器7或8上均通过轴承设有张力检测轮9，绕于储丝筒2、所有过渡换向轮3、张力检测轮9和主导向轮6上的电极丝10形成走丝回路，所述电极丝10绕于两张力检测轮9上并形成包角；在机架1上设有用于控制电极丝张紧力的执行机构模组19，该模组设有两平行导柱11以及一丝杠螺母副，其中丝杠12装于机架1上并与两导柱11平行，一伺服电机13与丝杠12通过同步皮带轮机构15连接，一滑座16与螺母17固连并滑动装于两导柱11上，滑座16上设有张紧轮18，电极丝10也绕于张紧轮18上；轴式张力传感器7或8及伺服电机13均与一单片机（未示出）相连，单片机还与报警装置（未示出）相连，报警装置可采用蜂鸣器或声光报警器；
对应于上述装置的线切割机床电极丝的自适应张力控制方法为：1）通过作为两张力检测轮9芯轴的轴式张力传感器7和8分别检测上机头4与储丝筒2之间及下机头5与储丝筒2之间电极丝10的张力；2）将测得的两张力值均反馈给单片机；3）以测得的两张力值作为变量，向单片机输入计算上机头4与下机头5之间加工段电极丝张力的公式、预设张力值的范围及加工段电极丝张力的极大值和极小值，极大值和极小值均不在预设张力值的范围内；加工段电极丝的张力介于两检测值之间，该公式与两张力检测轮9设置的位置有关 ，通常对称设置于加工段电极丝两侧，则该公式取两检测值的平均值；4）单片机根据测得的两张力值计算出上机头4与下机头5之间加工段电极丝的张力，如该张力大于预设张力值的范围上限，则单片机控制伺服电机13转动一定角度，再通过同步皮带轮机构15、丝杠12使得螺母17、滑座16及张紧轮18移动，可调节电极丝10的张紧度以调节其张力，直至加工段电极丝的张力落入预设张力值的范围内；如该张力小于预设张力值的范围下限，则单片机控制伺服电机13反向转动一定角度，使得张紧轮18反向移动，直至加工段电极丝的张力落入预设张力值的范围内；在控制过程中，当单片机计算出加工段电极丝的张力值大于极大值或小于极小值时，即说明运丝系统出现不良情况（或导轮卡滞、或导电块割出沟槽、或电极丝脱出导轮等），单片机通过报警装置输出异警信息，提示用户对运丝系统进行维护保养，以实现机床运丝状态的自诊断功能，提升整机的智能化水平；
本发明由于可更为精确地检测及调节加工段电极丝的张力，从而提高加工质量，且智能化水平高。
Claims (4)
1.一种线切割机床电极丝的自适应张力控制装置，包括机架、设于机架上的储丝筒、一个以上的过渡导向轮、上机头、下机头，上、下机头上分别设有主导向轮，绕于储丝筒、过渡导向轮、主导向轮上的电极丝形成走丝回路，其特征在于在上机头与储丝筒之间及下机头与储丝筒之间的机架上分别设有轴式张力传感器，每个轴式张力传感器上均通过轴承设有张力检测轮，所述电极丝绕于两张力检测轮上并形成包角，轴式张力传感器均与一单片机相连；在机架上设有用于控制电极丝张紧力的执行机构模组，该模组设有两平行导柱以及一丝杠螺母副，其中丝杠装于机架上并与两导柱平行，一伺服电机与丝杠通过同步皮带轮机构连接，一滑座与螺母固连并滑动装于两导柱上，滑座上设有张紧轮，电极丝也绕于张紧轮上。
2.如权利要求1所述的线切割机床电极丝的自适应张力控制装置，其特征在于所述伺服电机也与单片机相连，单片机还与报警装置相连。
3.一种线切割机床电极丝的自适应张力控制方法，其特征在于包括以下步骤：1）通过作为两张力检测轮芯轴的轴式张力传感器分别检测上机头与储丝筒之间及下机头与储丝筒之间电极丝的张力；2）将测得的两张力值均反馈给单片机；3）以测得的两张力值作为变量，向单片机输入计算上机头与下机头之间加工段电极丝张力的公式及预设张力值的范围；4）单片机根据测得的两张力值计算出上机头与下机头之间加工段电极丝的张力，如该张力大于预设张力值的范围上限，则单片机控制伺服电机转动一定角度，再通过同步皮带轮机构、丝杠使得螺母、滑座及张紧轮移动，可调节电极丝的张紧度以调节其张力，直至加工段电极丝的张力落入预设张力值的范围内；如该张力小于预设张力值的范围下限，则单片机控制伺服电机反向转动一定角度，使得张紧轮反向移动，直至加工段电极丝的张力落入预设张力值的范围内。
4. 如权利要求3所述的线切割机床电极丝的自适应张力控制方法，其特征在于：向单片机输入加工段电极丝张力的极大值和极小值，极大值和极小值均不在预设张力值的范围内；在控制过程中，当单片机计算出加工段电极丝的张力值超出极大值或极小值时，即说明运丝系统出现不良情况，单片机通过报警装置输出异警信息，提示用户对运丝系统进行维护保养，以实现机床运丝状态的自诊断功能，提升整机的智能化水平。
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