CN105522241B - 锥度线切割电极丝长度自动补偿机构及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锥度线切割电极丝长度自动补偿机构及控制方法，其包括支架、工作导轮以及张紧机构，所述张紧机构包括张紧导轮、可逆电机以及控制器，所述控制器包括：位移检测单元，与工作导轮连接；存储单元；比较单元；驱动单元，与可逆电机联动，用于结构比较单元输出的控制信号，实时调节可逆电机带动移动板滑移，通过检测工作导轮的位移量，从而得出电极丝的松紧程度，并通过可逆电机进行移动导轮的滑移，确保电极丝的长度能够实时保持一致，并且在运行过程中，实时检测工作导轮的偏移，能够保证电极丝在高速往复运动时能够保证长度一致，自动调整适应，使长度为一适当大小，以提高电极丝的耐用度或寿命。

Description

锥度线切割电极丝长度自动补偿机构及控制方法

技术领域

本发明涉及线切割机床的电极丝自动张紧补偿领域，具体公开了一种锥度线切割电极丝长度自动补偿机构及控制方法。

背景技术

高速往复走丝电火花切割机床是我国独有的，且具有较高的性价比，在机械零件加工和中低端模具加工领域体现出巨大的市场潜力，发展前景广阔。但是由于机床的“往复走丝”这一特性，会带来电极丝张力变化的问题，导致电极丝容易形成“单边松丝”（在丝筒两端的电极丝张力一头紧一头松）的现象，而电极丝的张力是影响电极丝空间位置的一个重要因素，松紧程度在一定程度上影响者机床切割的稳定性。

目前对于电极丝的张力控制机构有很多种，大多数采用的是重锤式恒张力机构，其靠重锤受到的重力来维持电极丝的张力，但是重锤的惯性较大，导致该结构的频率响应速度较低，在高速往复运动下，该机构无法响应由于运丝机构部件制造和装配中公差造成的动态张力变化，且容易造成电极丝断丝。

而还有些则是利用张力传感器将电极丝的张力转换成电信号，并通过转换调整从丝筒上拽引出环状封闭电极丝的周长，利用电极丝的弹性变形来调整张力，但是该结构也是利用电极丝的弹性变形来调整电极丝张力，走丝过程中的张力变化也会导致电极丝断丝情况的出现。

而采用电磁式张力控制，则由于采用了磁粉离合器或磁粉制动器作为控制元件，必须更改现有的走丝系统和线路，不易实现。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种可保持电极丝张力恒定，结构简单的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构及控制方法。

本发明提供：一种锥度线切割电极丝长度自动补偿机构，其包括支架、工作导轮以及张紧机构，所述张紧机构包括张紧导轮、可逆电机以及控制器，所述张紧导轮包括固定导轮和移动导轮，所述固定导轮为两个，分设在贮丝筒上下两侧，所述移动导轮为两个，设置在移动板的上下两侧，所述可逆电机设置在支架上，所述可逆电机与移动板构成联动配合，所述移动板与支架滑移配合，所述工作导轮设置在远离贮丝筒的一侧，且为2个，上下设置，所述电极丝依次绕制在贮丝筒、张紧导轮以及工作导轮上构成封闭丝，且其切割口位于2个工作导轮之间，

所述控制器包括：

位移检测单元，与工作导轮连接，用于检测工作导轮工作时与初始位置的位移值；

存储单元，用于存储调节基准值；

比较单元，用于将位移检测单元检测的位移值与存储单元存储的调节基准值进行比较，并输出控制信号；

驱动单元，与可逆电机联动，用于接收比较单元输出的控制信号，实时调节可逆电机带动移动板滑移。

所述移动板底部设置齿条，所述可逆电机的输出轴上设置齿轮，所述齿轮与齿条啮合。

所述支架上沿移动板滑移方向设置滑轨，所述移动板底部设置滑块，所述滑块与滑轨滑移配合。

所述电极丝按照贮丝筒、一移动导轮、一固定导轮、一工作导轮、另一工作导轮、另一固定导轮、另一移动导轮、贮丝筒顺序设置为封闭状态的封闭丝。

设置在上方的工作导轮设置为活动式的，其可根据电极丝的张力进行调节，设置在下方的工作导轮设置为固定式。

所述位移检测单元检测上方的工作导轮的位移变化值。

一种基于上述的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构的控制方法，其包括以下步骤：

第一步、通过检测工作导轮的X轴或Z轴方向的位移值A，并通过已知的两个工作导轮之间的距离B，得出偏移后的电极丝的长度C；

第二步，将得出电极丝的长度C与位移量A以及两个工作导轮之间的距离B相减，即C-（A+B），并将得出的值与设定的调节基准值进行比较；

第三步，当得出的值大于调节基准值时，则通过控制可逆电机带动移动板移动C-（A+B），使得电极丝张力始终稳定。

本发明通过检测工作导轮的位移量，从而得出电极丝的松紧程度，并通过可逆电机进行移动导轮的滑移，确保电极丝的长度能够实时保持一致，并且在运行过程中，实时检测工作导轮的偏移，能够保证电极丝在高速往复运动时能够保证长度一致，自动调整适应，使长度为一适当大小，以提高电极丝的耐用度或寿命。

附图说明

图1为本发明的简单示意图。

图2为本发明的简单示意图1。

图3为本发明的简单示意图2。

图4为本发明的控制器的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图1、图2、图3和图4所示，一种锥度线切割电极丝长度自动补偿机构，其包括支架1、工作导轮2以及张紧机构，所述张紧机构包括张紧导轮、可逆电机3以及控制器，所述张紧导轮包括固定导轮4和移动导轮5，所述固定导轮4为两个，分设在贮丝筒6上下两侧，所述移动导轮4为两个，设置在移动板7的上下两侧，所述可逆电机3设置在支架1上，所述可逆电机3与移动板7构成联动配合，所述移动板7与支架1滑移配合，所述工作导轮2设置在远离贮丝筒6的一侧，且为2个，上下设置，所述电极丝依次绕制在贮丝筒、张紧导轮以及工作导轮上构成封闭丝，且其切割口位于2个工作导轮之间，所述电极丝按照贮丝筒6、一移动导轮5、一固定导轮4、一工作导轮2、另一工作导轮2、另一固定导轮4、另一移动导轮5、贮丝筒6顺序设置为封闭状态的封闭丝。

所述控制器包括：

位移检测单元，与工作导轮2连接，用于检测工作导轮工作时与初始位置的位移值；

存储单元，用于存储调节基准值，即事先输入调节基准值，用于与检测到的值进行比较，当比较结果大于一定值时，则调节可逆电机的运行，而当比较结构小于一定值，则不进行调节，避免电极丝在往复运行时可能导致的小范围的正常变化，使得可逆电机进行调节，影响正常使用，也能够避免可逆电机时刻进行调节，影响寿命；

比较单元，用于将位移检测单元检测的位移值与存储单元存储的调节基准值进行比较，并输出控制信号；

驱动单元，与可逆电机联动，用于接收比较单元输出的控制信号，实时调节可逆电机带动移动板滑移。

所述移动板7底部设置齿条9，所述可逆电机3的输出轴上设置齿轮，所述齿轮与齿条啮合，所述支架上沿移动板滑移方向设置滑轨8，所述移动板底部设置滑块，所述滑块与滑轨滑移配合。

利用可逆电机带动齿轮转动，从而带动齿条移动，使得移动板横向移动。

设置在上方的工作导轮2设置为活动式的，其可根据电极丝的张力进行调节，设置在下方的工作导轮设置为固定式。

所述位移检测单元检测上方的工作导轮2的位移变化值。

一种基于上述的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构的控制方法，其包括以下步骤：

第一步、通过检测工作导轮的X轴或Z轴方向的位移值A，并通过已知的两个工作导轮之间的距离B，得出偏移后的电极丝的长度C；利用三角函数可以得出偏移后的电极丝的长度C，且该计算可以直接通过控制器直接获得，运行速度快；

第二步，将得出电极丝的长度C与位移量A以及两个工作导轮之间的距离B相减，即C-（A+B），通过上述方式得出松紧后的电极丝与恒压力状态下的电极丝的长度之间的偏移值，并将得出的值与设定的调节基准值进行比较；

第三步，当得出的偏移值大于调节基准值时，则通过控制可逆电机带动移动板移动C-（A+B），使得电极丝张力始终稳定。

本发明利用位移检测单元实时检测工作导轮的位移变化值，并将该位移变化值转换成电极丝的松紧变化，将该变化值作用在可逆电机的转动上，实现实时调节电极丝的松紧度，同时采用可逆电机进行调节，其可以实现电极丝构成的封闭丝的长度一致，始终保持在恒张力状态下，避免采用重锤式方式或张力传感器的检测方式，能够有效的降低对电极丝的冲击力，同时当电极丝被腐蚀后，出现直径变小、丝的长度被拉长，抗拉强度减小，通过检测电极丝的长度变化，即可实现始终处于恒张力的状态，能够有效的避免以往自动张紧机构对电极丝的张紧补偿时张力的变化可能造成的断丝的现象，且对于工作导轮位置的变化能够实时监控，而较以往对电极丝的张力检测的而言，其避免了对电极丝的振动，减小了电极丝因变形过度而断丝的几率。

实施例不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锥度线切割电极丝长度自动补偿机构，其包括支架、工作导轮以及张紧机构，其特征在于：所述张紧机构包括张紧导轮、可逆电机以及控制器，所述张紧导轮包括固定导轮和移动导轮，所述固定导轮为两个，分设在贮丝筒上下两侧，所述移动导轮为两个，设置在移动板的上下两侧，所述可逆电机设置在支架上，所述可逆电机与移动板构成联动配合，所述移动板与支架滑移配合，所述工作导轮设置在远离贮丝筒的一侧，且为2个，上下设置，所述电极丝依次绕制在贮丝筒、张紧导轮以及工作导轮上构成封闭丝，且其切割口位于2个工作导轮之间，

所述控制器包括：

位移检测单元，与工作导轮连接，用于检测工作导轮工作时与初始位置的位移值；

存储单元，用于存储调节基准值；

比较单元，用于将位移检测单元检测的位移值与存储单元存储的调节基准值进行比较，并输出控制信号；

驱动单元，与可逆电机联动，用于接收比较单元输出的控制信号，实时调节可逆电机带动移动板滑移。

2.根据权利要求1所述的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构，其特征在于：所述移动板底部设置齿条，所述可逆电机的输出轴上设置齿轮，所述齿轮与齿条啮合。

3.根据权利要求1或2所述的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构，其特征在于：所述支架上沿移动板滑移方向设置滑轨，所述移动板底部设置滑块，所述滑块与滑轨滑移配合。

4.根据权利要求1所述的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构，其特征在于：所述电极丝按照贮丝筒、一移动导轮、一固定导轮、一工作导轮、另一工作导轮、另一固定导轮、另一移动导轮、贮丝筒顺序设置为封闭状态的封闭丝。

5.根据权利要求1所述的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构，其特征在于：设置在上方的工作导轮设置为活动式的，其可根据电极丝的张力进行调节，设置在下方的工作导轮设置为固定式。

6.根据权利要求5所述的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构，其特征在于：所述位移检测单元检测上方的工作导轮的位移变化值。

7.一种基于权利要求1、2、3、4、5或6所述的锥度线切割电极丝长度自动补偿机构的控制方法，其特征在于：其包括以下步骤：

第一步、通过检测工作导轮的X轴或Z轴方向的位移值A，并通过已知的两个工作导轮之间的距离B，得出偏移后的电极丝的长度C；

第二步，将得出电极丝的长度C与位移量A以及两个工作导轮之间的距离B相减，即C-（A+B），并将得出的值与设定的调节基准值进行比较；

第三步，当得出的值大于调节基准值时，则通过控制可逆电机带动移动板移动C-（A+B），使得电极丝长度始终稳定。