CN105397186B - 线切割悬臂、悬臂环线切割机、对工件进行自由切割的方法 - Google Patents

Abstract

本发明线切割悬臂、悬臂环线切割机、对工件进行自由切割的方法涉及工件切割装置及方法。其目的是为了提供一种切割自由度大，且能将切割范围扩展至较狭窄部位的线切割悬臂、悬臂环线切割机以及对工件进行自由切割的方法，本发明扩大了切割线的切割自由度和切割范围，消除了狭窄空间内的工件无法被切割到的缺陷。本发明悬臂环线切割机包括：机座、工件固定器、立柱和线切割悬臂；机座上方设置有十字滑台，工件固定器固定设置于十字滑台的上方；立柱设置于机座的一侧；线切割悬臂通过竖向导轨副装配在立柱上，且线切割悬臂由丝杠丝母结构驱动沿竖向导轨副移动；有效切割线的切割范围覆盖固定于工件固定器上的工件。

Description

线切割悬臂、悬臂环线切割机、对工件进行自由切割的方法

技术领域

本发明涉及一种工件加工装置，尤其涉及一种工件切割装置。

背景技术

线锯切割技术具有切缝窄、效率高、切片质量好、可进行曲线切割等优点，因此成为了普遍采用的切割技术。目前市场上的切割机床存在着两个问题：其一，由于工件仅能随机床在机床工作台上作水平移动，因此在不手动对工件进行角度调整的情况下，切割线无法对工件进行多角度加工；而如果由人工手动对工件进行角度调整，不但效率低下，而且具有一定的危险性；其二，由于工件固定器空间狭小，因此工件位于工件固定器处的部分超出了切割线的作业范围，无法得到有效切割。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种切割自由度大，且能将切割范围扩展至较狭窄部位的线切割悬臂、悬臂环线切割机以及对工件进行自由切割的方法，本发明扩大了切割线的切割自由度和切割范围，消除了工件固定器部位的工件无法被切割到的缺陷。

本发明一种线切割悬臂，包括横梁、左支腿、右支腿和环形切割线；

所述左支腿、右支腿以预设间距分别固定设置于所述横梁的下端；

于所述左支腿前端面设置有两个轴孔，于所述右支腿的前端面设置有一个轴孔和一个轴槽；于各轴孔处分别安装有一个驱动轮，于所述轴槽处安装有一个调节轮，其中各驱动轮仅具有转动自由度，调节轮既具有转动自由度又具有沿轴槽滑动的自由度；所述环形切割线环绕在驱动轮和调节轮上；

还包括左调线支腿和右调线支腿；

所述左调线支腿一端铰接于所述左支腿上，另一端为自由端；所述右调线支腿一端铰接于所述右支腿上，另一端为自由端；所述左调线支腿的自由端、所述右调线支腿的自由端分别抵触在所述环形切割线上，所述环形切割线位于左调线支腿自由端和右调线支腿自由端之间的部分为有效切割线。

本发明一种线切割悬臂，还包括柔性绳索和重块；所述柔性绳索一端与下垂的重块相连，另一端与调节轮相连以调节调节轮在轴槽内的位置，使环形切割线始终处于绷紧状态；

本发明一种线切割悬臂，其中所述左调线支腿、右调线支腿均为二级传动结构，于所述左调线支腿、右调线支腿的自由端分别设置有小轮，所述小轮抵触在环形切割线上。

本发明一种线切割悬臂，所述左调线支腿包括上腿和下腿，其中上腿一端铰接于所述左支腿上，下腿铰接于上腿的另一端；于上腿与左支腿的铰接处、下腿与上腿的铰接处分别设置有伺服电机，以分别对上腿和下腿进行控制。

本发明一种悬臂环线切割机，包括：机座、工件固定器、立柱和权利要求1所述的线切割悬臂；

所述机座上方设置有十字滑台，所述工件固定器固定设置于所述十字滑台的上方；

所述立柱设置于所述机座的一侧；所述线切割悬臂通过竖向导轨副装配在所述立柱上，且所述线切割悬臂由丝杠丝母结构驱动沿所述竖向导轨副移动；所述有效切割线的切割范围覆盖固定于所述工件固定器上的工件。

本发明一种悬臂环线切割机，其中所述工件固定器包括支座、旋转架和旋转盘；所述旋转架通过水平轴铰接于所述支座上，所述旋转盘轴向固定于所述旋转架上，且所述旋转盘的轴线与所述水平轴相互垂直；于所述旋转盘上设置有工件卡槽。

本发明一种悬臂环线切割机，还包括：控制器；所述丝杠丝母结构、驱动轮、左调线支腿、右调线支腿、十字滑台、旋转架和旋转盘分别对应设置有伺服电机；各所述伺服电机分别与所述控制器相连。

本发明一种悬臂环线切割机，其中所述左调线支腿、右调线支腿均为二级传动结构，于所述左调线支腿、右调线支腿的自由端分别设置有小轮，所述小轮抵触在环形切割线上。

本发明一种悬臂环线切割机，其中于所述立柱的顶端设置有一个起重装置。

本发明一种对工件进行自由切割的方法，包括如下步骤：

A将待切割工件固定于工件固定器上；

B开始对工件进行切割；其间，除了需要调整十字滑台、线切割悬臂、旋转架和旋转盘外，还需要根据工件的待切割部位调整左调线支腿、右调线支腿以得到相应的有效切割线。

本发明一种悬臂环线切割机与现有技术的区别在于：①在线切割悬臂上增加了左调线支腿、右调线支腿和重块。通过对左调线支腿、右调线支腿的调节，可以使有效切割线的长度和位置发生改变，也就意味着当需要对位于较狭窄空间内的工件部位进行切割时，可以将有效切割线调整到较短，以使有效切割线能够探入该狭窄空间，进而对该空间的工件部位进行切割加工。重块的引入使得环形切割线始终处于张紧状态，使得左调线支腿、右调线支腿的移动更加自如。②有效切割线的引入为环形切割线的有效切割长度和有效切割位置提供了自由度，极大地提高了本发明实施复杂线条的切割能力，丰富了可切割线条的种类。

下面结合附图对本发明线切割悬臂、悬臂环线切割机、对工件进行自由切割的方法作进一步地说明。

附图说明

图1为本发明线切割悬臂在摘除驱动轮、环形切割线和调节轮后的立体图；

图2为本发明线切割悬臂的正视图；

图3为本发明悬臂环线切割机在右前视角下的俯视图；

图4位本发明悬臂环线切割机在右后视角下的俯视图；

图5为本发明悬臂环线切割机在左调线支腿、右调线支腿对称状态下的正视图；

图6为本发明悬臂环线切割机在左调线支腿、右调线支腿不对称状态下的正视图；

图7为本发明悬臂环线切割机包含的工件固定器的立体图；

图8为本发明悬臂环线切割机包含的工件固定器的正视图。

具体实施方式

(一)线切割悬臂

如图1～2所示，本发明一种线切割悬臂1，包括横梁11、左支腿12、右支腿13、环形切割线15、柔性绳索17、重块18、左调线支腿161和右调线支腿162。左支腿12、右支腿13以预设间距分别固定设置于横梁11的下端；于左支腿12前端面设置有两个轴孔121、122，于右支腿13的前端面设置有一个轴孔131和一个轴槽132。于轴孔121、122、131处分别安装有一个驱动轮141、142、143，于轴槽132处安装有一个调节轮144，其中驱动轮141、142、143仅具有转动自由度，调节轮144既具有转动自由度又具有沿轴槽132滑动的自由度。环形切割线15环绕在驱动轮141、142、143和调节轮144上。柔性绳索17一端与下垂的重块18相连，另一端与调节轮144相连以调节调节轮144在轴槽132内的位置，使环形切割线15始终处于绷紧状态；当然也可以使用弹簧结构对调节轮的位置进行调节。左调线支腿161的一端铰接于左支腿12上，另一端为自由端；右调线支腿162一端铰接于右支腿13上，另一端为自由端；左调线支腿161的自由端、右调线支腿162的自由端分别抵触在环形切割线15上，环形切割线15位于左调线支腿161自由端和右调线支腿162自由端之间的部分为有效切割线151；通过对左调线支腿161、右调线支腿162的调节，可以改变有效切割线151的长度和位置。所谓有效切割线是指在对工件切割过程中，实际对工件实施切割的部分。由此可以看出本发明一种线切割悬臂包含的环形切割线可调节性很大，这不仅为切割出复杂线条提供了可能性，同时还利于切割处于较小空间处的工件。

进一步地，为了在调节有效切割线151的长度和位置的时候能够保持切割线15整体的稳定性，本发明所使用的左调线支腿161、右调线支腿162均为具有吸震功能的二级传动结构，且于左调线支腿161、右调线支腿162的自由端分别设置有小轮，小轮抵触在环形切割线上，与环形切割线形成滑动接触，从根本上降低了震动的产生。具体地，左调线支腿161、右调线支腿162均为具有吸震功能的二级传动结构表现为：左调线支腿(右调线支腿)包括上腿和下腿，其中上腿一端铰接于所述左支腿上，下腿铰接于上腿的另一端；于上腿与左支腿的铰接处、下腿与上腿的铰接处分别设置有伺服电机，以分别对上腿和下腿进行控制。

(二)悬臂环线切割机

如图3～8所示，本发明一种悬臂环线切割机，包括：机座2、立柱3、工件固定器4和线切割悬臂1。机座2上方设置有十字滑台21。工件固定器4包括支座41、旋转架42和旋转盘43，其中支座41固定设置于十字滑台21的上方，旋转架42通过水平轴铰接于支座41上，旋转盘43轴向固定于旋转架42上，且所述旋转盘的轴线与所述水平轴相互垂直；另外旋转盘43的顶端设置有用于固定工件的工件卡槽(图中未示出)，由此可以看出，本发明包含的工件固定器增加了工件的在两个维度内的转动自由度，为切割出复杂的线条提供了更大的可能性。立柱3设置于机座2的一侧；线切割悬臂1通过竖向导轨副装配在立柱3上，且线切割悬臂1由丝杠丝母结构驱动沿竖向导轨副移动；有效切割线151的切割范围覆盖固定于工件固定器4上的工件A。考虑到在将一些重量较大的工件安装到工件固定器4时比较费力气，因此本发明于立柱3的顶端设置有一个起重装置5，以对大型工件进行起重。

进一步地，为了实现智能化切割，本发明一种悬臂环线切割机包含的丝杠丝母结构、驱动轮、左调线支腿、右调线支腿、十字滑台、旋转架和旋转盘分别对应设置有伺服电机；另外还包括一个总成控制器，总成控制器与各伺服电机相连，以控制各伺服电机的有序作业。

本发明一种悬臂环线切割机与现有技术的区别在于：①在线切割悬臂上增加了左调线支腿、右调线支腿和重块。通过对左调线支腿、右调线支腿的调节，可以使有效切割线的长度和位置发生改变，也就意味着当需要对位于较狭窄空间内的工件部位进行切割时，可以将有效切割线调整至较短状态，以使有效切割线能够探入该狭窄空间，进而对该空间的工件部位进行切割加工。重块的引入使得环形切割线始终处于张紧状态，使得左调线支腿、右调线支腿的移动更加自如。②工件固定器为工件提供了在两个维度内的转动自由度，有效切割线的引入为环形切割线的有效切割长度和有效切割位置提供了自由度，总之工件固定器提供的自由度和环形切割线具备的自由度，极大地提高了本发明实施复杂线条的切割能力，丰富了可切割线条的种类。

使用本发明悬臂环线切割机对工件进行自由切割的步骤如下：

A将待切割工件固定于工件固定器上；

B开始对工件进行切割；其间，除了需要调整十字滑台、线切割悬臂、旋转架和旋转盘外，还需要根据工件的待切割部位调整左调线支腿、右调线支腿以得到相应的有效切割线。尤其需要指出的是，当工件的待切割部位处于较狭窄空间时(比如：位于旋转架处的部分)，则需要调整左调线支腿、右调线支腿以得到较短的有效切割线，以使有效切割线能够探入该较狭窄空间对工件实施切割。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种线切割悬臂，包括横梁、左支腿、右支腿和环形切割线；

所述左支腿、右支腿以预设间距分别固定设置于所述横梁的下端；

于所述左支腿前端面设置有两个轴孔，于所述右支腿的前端面设置有一个轴孔和一个轴槽；于各轴孔处分别安装有一个驱动轮，于所述轴槽处安装有一个调节轮，其中各驱动轮仅具有转动自由度，调节轮既具有转动自由度又具有沿轴槽滑动的自由度；所述环形切割线环绕在驱动轮和调节轮上；

其特征在于：还包括左调线支腿和右调线支腿；

所述左调线支腿一端铰接于所述左支腿上，另一端为自由端；所述右调线支腿一端铰接于所述右支腿上，另一端为自由端；所述左调线支腿的自由端、所述右调线支腿的自由端分别抵触在所述环形切割线上，所述环形切割线位于左调线支腿自由端和右调线支腿自由端之间的部分为有效切割线；

所述左调线支腿包括上腿和下腿，其中上腿一端铰接于所述左支腿上，下腿铰接于上腿的另一端；于上腿与左支腿的铰接处、下腿与上腿的铰接处分别设置有伺服电机，以分别对上腿和下腿进行控制。

2.根据权利要求1所述的一种线切割悬臂，其特征在于：所述左调线支腿、右调线支腿均为二级传动结构，于所述左调线支腿、右调线支腿的自由端分别设置有小轮，所述小轮抵触在环形切割线上。

3.根据权利要求1所述的一种线切割悬臂，其特征在于：还包括柔性绳索和重块；所述柔性绳索一端与下垂的重块相连，另一端与调节轮相连以调节调节轮在轴槽内的位置，使环形切割线始终处于绷紧状态。

4.一种悬臂环线切割机，包括：机座、工件固定器、立柱和权利要求1所述的线切割悬臂；

所述机座上方设置有十字滑台，所述工件固定器固定设置于所述十字滑台的上方；

所述立柱设置于所述机座的一侧；所述线切割悬臂通过竖向导轨副装配在所述立柱上，且所述线切割悬臂由丝杠丝母结构驱动沿所述竖向导轨副移动；所述有效切割线的切割范围覆盖固定于所述工件固定器上的工件；

所述工件固定器包括支座、旋转架和旋转盘；所述旋转架通过水平轴铰接于所述支座上，所述旋转盘轴向固定于所述旋转架上，且所述旋转盘的轴线与所述水平轴相互垂直；于所述旋转盘上设置有工件卡槽。

5.根据权利要求4所述的一种悬臂环线切割机，其特征在于：还包括：控制器；所述丝杠丝母结构、驱动轮、左调线支腿、右调线支腿、十字滑台、旋转架和旋转盘分别对应设置有伺服电机；各所述伺服电机分别与所述控制器相连。

6.根据权利要求4所述的一种悬臂环线切割机，其特征在于：所述左调线支腿、右调线支腿均为二级传动结构，于所述左调线支腿、右调线支腿的自由端分别设置有小轮，所述小轮抵触在环形切割线上。

7.根据权利要求4所述的一种悬臂环线切割机，其特征在于：于所述立柱的顶端设置有一个起重装置。

8.一种使用权利要求4所述的悬臂环线切割机对工件进行自由切割的方法，包括如下步骤：

将待切割工件固定于工件固定器上；

开始对工件进行切割；其间，除了需要调整十字滑台、线切割悬臂、旋转架和旋转盘外，还需要根据工件的待切割部位调整左调线支腿、右调线支腿以得到相应的有效切割线。