CN106217659B - 一种复合材料板材金刚砂线切割机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种复合材料板材金刚砂线切割机，包括：坐标工作台、运丝机构、固定托料装置、浮动压料减振装置、真空泵吸粉系统、数字程序控制系统。本切割机工作过程为：用坐标工作台上的夹钳夹持住要切割的非金属板材，固定托料装置和浮动压料减振装置上的钢球分别托着和压着该非金属板材，以减小切割过程中非金属板材的振动和摩擦阻力，金刚砂线防偏装置减小金刚砂线切割过程中横向和纵向振动，运丝机构使金刚砂线运动，数字程序控制系统运行程序控制坐标工作台带动着夹持工件的夹钳X、Y移动，进而控制被加工工件的切割形状，切割过程中产生的非金属粉末，就会被加工过程中一直运行的真空泵吸粉系统吸走清理。

Description

一种复合材料板材金刚砂线切割机

技术领域

本发明属于非金属切割领域，具体涉及一种针对非金属板材特别是复合材料板材切割的一种新型金刚砂线切割机。

背景技术

现今非金属板材特别是复合材料板材切割机在市场上非常少见，而将非金属板材切割成各种图形的切割机更是少之又少，人们一般将非金属板材切割成各种形状的方法是先在非金属板材上将图形绘制出，然后通过各种切割方法手工将其切割出来，例如使用锯子、角磨机等，但是这种切割出来的非金属板材精度是非常差的，一方面在非金属板材上绘制的图形本身存在误差，另一方面是手工使用工具切割材料时的误差，且浪费的非金属板材非常多，粉尘污染严重，效率也低。本非金属板材金刚砂线切割机可以切割出各种形状的非金属板材，且自动化程度高，切割精度高，效率也高，正好解决了上述的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明公开了一种非金属板材特别是复合材料板材金刚砂线切割机，用来切割非金属板材，只要割线足够细小，该切割机理论上切割形状不受限制。本发明是针对非金属板材特别是复合材料板材切割的一种新型金刚砂线切割机，它解决了非金属板材的切割问题，特别是复杂几何形状的非金属板材切割问题，本切割机可以将非金属板材切割成各种形状，自动化程度高，切割效率高，切割精度高。

为实现上述目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种复合材料板材金刚砂线切割机，包括X、Y方向运动的坐标工作台，所述的坐标工作台驱动复合材料板材在X、Y方向移动，在坐标工作台的一侧安装有驱动金刚砂线切割复合材料板材的运丝机构，所述的坐标工作台和运丝机构由一个控制系统控制，且驱动装置和运丝机构在控制系统的控制下相互配合实现对复合材料板材的切割；切割过程中产生的非金属粉末，被真空泵吸粉系统吸走。

进一步的，所述的坐标工作台包括一个床身，在所述床身的顶部安装有沿Y向设置的直线导轨，直线导轨上安装有沿其来回滑动的滑块，所述的滑块上通过工字件安装有一个沿X向设置横梁，所述的横梁在Y向驱动装置的驱动下沿着所述的直线导轨来回移动，在所述的横梁上安装有用于驱动复合材料板材夹持件在X向移动的X向驱动装置。

进一步的，所述的切割机还包括安装在复合材料板材上方的浮动压料减振装置；所述的 浮动压料减振装置包括多个安装在圆板底部的压料减振单元，在所述的圆板底部中心位置还设有空心圆柱管(空心圆柱管壁有一定的壁厚，称为壁板)，在所述空心圆柱管的壁板的末端安装有金刚砂线防偏装置，所述的金刚砂线防偏装置的顶部平齐或略高于压料减振单元底部水平面；在所述圆板的顶部设有一个驱动浮动压料减振装置和金刚砂线防偏装置上下移动的空心气缸。

压料减振单元正常状态下弹簧就是压缩的(预压量)，钢球与非金属板材接触后，弹簧进一步被压缩，钢球对非金属板材有一定的压力，减小非金属板材被切割时产生的振动。

进一步的，所述的压料减振单元包括一个固定在圆板底部的套筒，在所述的套筒内依次设有弹簧、固定座、滚珠导套、滚珠和钢球；所述的弹簧一端与套筒接触，另一端与固定座接触；在固定座上设有一个半球形凹坑，所述的滚珠导套为一个半球形结构，其嵌在固定座的半球形凹坑内；在滚珠导套内嵌有滚珠；在滚珠导套的半球形凹坑内设有钢球，所述的钢球一部分位于滚珠导套内，另一部分外露于套筒底部，对复合材料板材施加一定的压力。

进一步的，所述的切割机还包括安装在复合材料板材下方的固定托料装置；所述的固定托料装置包括多个安装在圆板顶部的脱料单元，在所述的圆板顶部中心位置还设有空心圆柱管(空心圆柱管壁有一定的壁厚，称为壁板)，在所述空心圆柱的壁板的末端安装有金刚砂线防偏装置，所述的金刚砂线防偏装置的顶部平齐或略低于脱料单元顶部水平面。

进一步的，所述的托料单元包括一个固定在圆板顶部的固定座，在固定座上设有一个半球形凹坑，在所述的半球形凹坑内设有一个滚珠导套；所述的滚珠导套也为一个半球形结构，其嵌在固定座的半球形凹坑内，在滚珠导套内嵌有滚珠，在滚珠导套的半球形凹坑内设有钢球，钢球一部分位于滚珠导套内，另一部分外露于固定座顶部，对复合材料板材施加一定的支撑力。

进一步的，在所述的滚珠导套上镶嵌有滚珠，所述的钢球与滚珠接触，使得钢球与非金属板材接触时可以自由转动，不会阻碍非金属板材的移动。

进一步的，所述的圆板顶部设有真空泵吸粉系统，其包括真空吸嘴，所述的真空吸嘴与真空泵相连，切割产生的非金属板材粉末被所述的真空吸嘴吸走清理，并对金刚砂线有一定的冷却作用。

进一步的，所述的运丝机构包括一个床身，床身的上部和下部均安装有传送金刚砂线的主导轮、张紧导轮和副导轮，床身的一侧安装有卷丝筒，所述的卷丝筒由一个伺服电机驱动，在所述的卷丝筒上缠绕有金刚砂线；两套主导轮、张紧导轮和副导轮分别安装在运丝机构床身的上下运丝路线里和卷丝筒一起构成完整的金刚砂线回路。

进一步的，所述的卷丝筒的圆周方向上设有螺旋线凹槽，卷丝筒上金刚砂线的放线和收线在螺旋线凹槽的两端进行，且金刚砂线缠绕在卷丝筒的螺旋线凹槽内。

进一步的，所述的金刚砂线防偏装置包括定位导轮和定位导轮基座，定位导轮安装在定位导轮基座内，位于同一侧的两个金刚砂线防偏装置的定位导轮组成一个供金刚砂线可穿过的圆槽孔。

进一步的，所述的切割机还包括一个对非金属板材进行支撑的毛刷支撑台，所述的毛刷支撑台包括毛刷板、毛刷和可调基座组成，可调基座调整毛刷板的高度，所述的毛刷安装在毛刷板上；非金属板材与毛刷接触的面积小，且毛刷与被加工件之间的摩擦系数很小，所以气动夹钳可以轻易带动非金属板材的移动。

本发明的工作过程如下：

当运丝机构的伺服电机转动带动卷丝筒一起转动时，从卷丝筒螺旋线凹槽上缠绕的金刚砂线一端就被放出(称为放线)，另一端就被收回(称为收线)，在主导轮、张紧导轮和副导轮上凹槽的引导下，金刚砂线进出加工区，对非金属板材进行切割。当卷丝筒螺旋线凹槽收线一端的金刚砂线收满后，伺服电机就会反向旋转，卷丝筒螺旋线凹槽上缠绕的金刚砂线的放线一端就变成了收线端，另一收线端也就变成了放线端，这个过程不断进行，实现金刚砂线的循环，完成非金属板材金刚砂线的切割。切割过程中产生的非金属粉末，就会被安装在浮动压料减振装置和固定托料装置上的真空吸嘴吸走并清理；这些过程也是在控制系统的控制下实现的。

当切割不同形状的非金属板材特别是复合材料板材时，X、Y方向运动的坐标工作台上的气动夹钳在X、Y轴伺服电机的驱动下，通过各自轴的滚珠丝杠和直线导轨，实现夹着非金属板材的气动夹钳在毛刷工作台和浮动压料减振装置与固定托料装置之间运动，从而实现不同形状的非金属板材工件的加工。

在数控系统的控制下，通过运丝机构、夹持工件的X、Y方向运动的气动夹钳、浮动压料减振装置的气缸和真空吸嘴的真空泵的相互配合运动，使不同形状的非金属板材工件得到了加工。

本发明的有益效果如下:

1.金刚砂线防偏装置分布在距切割点上、下不远的位置，金刚砂线切割非金属板材时，在切割点上、下相距不远的位置，金刚砂线被四个定位导轮两两夹持着，其中两个带半圆槽的定位导轮，组成一个圆槽孔，金刚砂线穿过该圆槽孔，其运动就受到了限制，从而减小了金刚砂线的横向和纵向振动，保证了切割精度；另外金刚砂线穿过该圆槽孔，切割材料时运 行的金刚砂线与自由转动定位导轮的圆槽孔之间的摩擦是滚动摩擦，大大减小了摩擦力和金刚砂线的损耗，提高了金刚砂线的寿命。

2.卷丝筒上加工有螺旋线凹槽，螺旋线凹槽形状根据金刚砂线直径的大小确定，金刚砂线缠绕在卷丝筒的螺旋线凹槽内，避免金刚砂线重叠、交叉等现象，且卷丝筒上金刚砂线的放线和收线正好是在螺旋线凹槽的两端进行。

3.运丝机构的导轮有主导轮、副导轮和张紧导轮，主导轮的两端都有轴承配合，确保主导轮转动的稳定性，且主导轮的金刚砂线槽的大小与金刚砂线的直径相等，保证金刚砂线切割非金属板材时不发生偏移，而具有较高切割精度；由于金刚砂线的放线和收线是在卷丝筒螺旋线凹槽的两端进行，所以金刚砂线放线和收线不是在一个垂直平面内，因此副导轮的金刚砂线槽比金刚砂线直径宽的多，不会过多约束金刚砂线在同一垂直面；张紧导轮由弹簧实现对金刚砂线运行的张紧作用，提高了金刚砂线运行的稳定性，张紧导轮的线槽比金刚砂线直径略宽，通过副导轮和张紧导轮对金刚砂线的引导，金刚砂线在进入主导轮线槽的时候已经基本上是在一个垂直面上了。

4.毛刷平台的作用是支撑非金属板材，只有间隔分布的毛刷对非金属板材提供支撑作用，材料与毛刷接触的面积小，且毛刷与材料之间的摩擦系数很小，所以气动夹钳可以轻易带动非金属板材移动，正常情况下，毛刷顶面的高度应当与固定托料装置上钢球的顶点在同一水平面。

5.压料减振装置中的钢球与嵌入滚珠导套的滚珠接触，被钢球抵着的非金属板材运动时，钢球也可以自由转动，不会阻碍非金属板材的运动；弹簧施加一个预压力使钢球与非金属板材紧密接触，由于预压力的存在，减小了材料被切割时的振动。压料减振装置的作用，一是将非金属板材抵住使其保持在工作平面内，且不阻碍非金属板材的移动；二是减小了非金属板材被切割时的振动。

6.固定托料装置安装在运丝机构床身的下部，固定托料装置的钢球顶点和气动夹钳的固定夹臂上表面是在同一高度的，使得由气动夹钳夹持的非金属板材正好放于固定托料装置钢球上，浮动压料减震装置由气缸驱动向下紧密接触在非金属板材上，起到减少非金属板材的振动作用。

7.本切割机在切割非金属板材特别是复合材料板材时，会产生大量粉末和一定热量，又因为有些非金属板材是要避免被水浸湿，切割过程中一直运行的真空泵吸粉系统有两个作用：一是吸收非金属板材特别是复合材料板材在切割过程中产生的粉末；二是通过抽吸切割点周围的气体，加快切割点附近空气流动，对金刚砂线具有一定的冷却作用，所以就在浮动压料 减振装置上和固定托料装置上设置了真空吸嘴。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1非金属板材金刚砂线切割机；

图2坐标工作台X、Y轴的驱动方式；

图3伺服电机驱动卷丝筒；

图4滚筒与金刚砂线局部放大图；

图5主导轮、张紧导轮、副导轮；

图6主导轮安装局部视图；

图7浮动压料减振装置安装图；

图8压料减振单元爆炸图；

图9压料减振单元剖视图；

图10金刚砂线防偏装置图；

图11固定托料装置安装图；

图12托料单元剖视图；

图13毛刷支撑台局部放大图。

图中：1、坐标工作台床身，2、直线导轨，3、滑块，4、工字件，5、伺服电机，6、联轴器，7、轴承座，8、滚珠丝杠，9、丝杠螺母，10、夹钳连接板，11、气动夹钳安装板，12、气动夹钳，13、真空吸嘴，14、主导轮，15、空心气缸，16、压料减振单元，17、张紧导轮，18、金刚砂线防偏装置，19、副导轮，20、卷丝筒，21、运丝机构床身，22、控制台，23、毛刷板，24、毛刷，25、毛刷板安装可调基座，26、非金属板材，27、金刚砂线，28、端盖，29、主导轮基座，30、毛毡圈，31、主导轮轴承，32、对顶螺母，33、弹簧，34、滚珠，35、滚珠导套，36、钢球，37、定位导轮，38、定位导轮基座，39、托料单元。

具体实施方式

下面结合附图1到图13和实施例对本发明申请作进一步说明：

本发明是针对非金属板材特别是复合材料板材切割的一种新型金刚砂线切割机，它解决了非金属板材的切割问题，特别是复杂几何形状的非金属板材切割问题，本切割机可以将非 金属板材切割成各种形状，自动化程度高，切割效率高，切割精度高；本发明通过金刚砂线表面覆盖的金刚砂微粉切割非金属板材。坐标工作台上的气动夹钳要将非金属板材夹持好，浮动压料减振装置上钢球的预压力要抵住非金属板材压在固定托料装置上，以便减小非金属板材振动，运丝机构运行金刚砂线准备切割非金属板材，数字程序控制系统运行程序控制X、Y坐标工作台上夹持着工件的夹钳移动，开始切割非金属板材，运行程序控制金刚砂线切割机对非金属板材的切割形状和切割速度进行控制，切割产生的非金属板材粉末被真空泵吸粉系统吸走清理，并对金刚砂线有一定的冷却作用。

进一步的，伺服电机驱动X、Y坐标工作台的滚珠丝杠，通过直线导轨、滑块，实现气动夹钳X、Y方向的移动；运丝机构由伺服电机、卷丝筒、导轮、金刚砂线组成，伺服电机通过联轴器驱动卷丝筒旋转，实现金刚砂线的可控放线和收线；固定托料装置安装在运丝机构床身的下部，而固定在运丝机构床身上部的压料减震装置由空心气缸驱动接触非金属板材，非金属板材被钢球上下抵着，减小了切割过程中板材的振动；金刚砂线防偏装置垂直安装在距切割点的上下不远的两个位置，其上有两个带半圆槽的定位导轮，金刚砂线穿过由该两个带半圆槽组成的圆槽孔，减小了切割时金刚砂线的横向和纵向振动；数字程序控制系统运行设定好的程序，控制坐标工作台向X、Y方向移动，进而控制非金属板材的切割形状；非金属板材被金刚砂线切割过程中会产生大量粉末，被加工过程中一直运行的真空泵吸粉系统将粉末吸走并清理。

具体结构如下：

图1是整个非金属板材金刚砂线切割机，主要有以下几部分：坐标工作台、运丝机构、固定托料装置、浮动压料减振装置、真空泵吸粉系统、数字程序控制系统。非金属板材金刚砂线切割机工作过程：坐标工作台床身1上的气动夹钳12夹持非金属板材26，固定托料装置托着将要加工的非金属板材26，空心气缸15驱动上浮动压料减振装置16向下移动，浮动压料减振装置16和固定托料装置的钢球36预压抵住非金属板材26，以减小切割过程中非金属板材26振动，运丝机构运动金刚砂线27，准备切割非金属板材；在控制台22上操作程序控制X坐标横梁的伺服电机5转动，通过联轴器6和轴承座7转化滚珠丝杠8的旋转运动变成丝杠螺母9的直线运动，借助于滑块3和直线导轨2，夹钳连接板10和气动夹钳安装板11带动夹钳12就沿着X方向移动；坐标工作台1上还安装有Y轴滚珠丝杠8、直线导轨2和滑块3通过工字件4与丝杠螺母9连接到X坐标横梁上，通过程序控制Y轴伺服电机带动联轴器从而实现X坐标横梁整体沿Y方向移动，这样就实现了程序控制气动夹钳12在X、Y两个方向的移动，从而控制非金属板材26的切割形状和速度，切割产生的非金属板材粉末被加工 过程中一直运行的安装在浮动压料减振装置上和固定托料装置上的真空泵吸粉系统的真空吸嘴13吸走并清理。

图2是坐标工作台上的X、Y轴的驱动方式，非金属板材金刚砂线切割机有两组丝杆螺母传动，分别实现非金属板材X、Y轴方向的移动，每组丝杆螺母传动都由伺服电机5通过联轴器6、轴承座7与丝杠8连接，在直线导轨2和滑块3的作用下把伺服电机的转动转化为螺母9的移动，在控制台22里计算机的控制下实现X、Y轴的直线运动。

图3中伺服电机5通过联轴器6、轴承座7与卷丝筒20连接，伺服电机5转动带动卷丝筒20一起转动，伺服电机的转速可通过控制台22里计算机的控制，实现金刚砂线27的运行速度和运动方向的正反向控制，从而实现对不同种类非金属板材的切割。

图4中金刚砂线27缠绕在卷丝筒20上，卷丝筒20圆周上的螺旋线凹槽尺寸根据金刚砂线27直径大小确定，一般保持少量间隙，卷丝筒20上金刚砂线27的放线和收线在螺旋线凹槽的两端进行，且金刚砂线27缠绕在卷丝筒20的螺旋线凹槽内，不会出现金刚砂线27重叠、交叉等现象。卷丝筒螺旋线凹槽和金刚砂线尺寸要根据实际切割的非金属板材和切割要求等确定，图示尺寸只是切割碳纤维复合材料板材时所使用的卷丝筒螺旋线凹槽和金刚砂线尺寸，金刚砂线27直径d＝0.45mm，卷丝筒19螺旋线螺距P＝0.65mm，凹槽底部半圆R＝0.25mm，圆心距筒壁0.1mm，圆角r＝0.05mm。

金刚砂线的选用，金刚砂线制作工艺为在金刚砂线上覆盖镀镍的金刚砂微粉，可以从市场上直接选购，现有四种规格的金刚砂线：直径分别为0.28mm、0.36mm、0.45mm、0.60mm，用安装有这四种规格的金刚砂线手工锯切割碳纤维复合材料板材对比试验，实验结果表明：金刚砂线直径越小，切割复合材料板材的表面越光滑，但是切割速度随直径的增大先增大后减小，金刚砂线直径越大，金刚砂线的使用寿命越长。综合考虑，直径为0.45mm的金刚砂线切割速度较快，工作效率较高，切割表面也足够光滑平整，寿命也长，所以本复合材料板材金刚砂线切割机选用规格直径为0.45mm的金刚砂线。至于切割其它非金属板材，最好要根据实验结果来确定。

图5是所示的主导轮14、张紧导轮17和副导轮19结构图，本设备中它们共有两套，分别安装在运丝机构床身的上部和下部，伺服电机5转动带动卷丝筒20一起转动，图中可看出主导轮14的两侧都与轴承配合，主导轮的线槽宽度与金刚砂线27直径相同，一般保持少量间隙，确保了主导轮转动的稳定性和切割精度；张紧导轮17和副导轮19一侧可以与轴承配合，因为金刚砂线27的放线和收线是在卷丝筒螺旋线凹槽的两端，所以金刚砂线27放线和收线不是在一个垂直平面内，张紧导轮17线槽宽度比金刚砂线27的直径略宽，副导轮19的宽度比金刚砂线27的直径宽很多，通过副导轮19和张紧导轮17对金刚砂线27的引导，金刚砂线27在进入主导轮14线槽的时候已经基本上是在一个垂直面上了。

当伺服电机5转动带动卷丝筒20一起转动时，从卷丝筒螺旋线凹槽上缠绕的金刚砂线一端就被放出(放线)，另一端就被收回(收线)，在主导轮14、张紧导轮17和副导轮19上凹槽的引导下，金刚砂线进出于加工区，对非金属板材进行切割。当卷丝筒螺旋线凹槽收线一端的金刚砂线收满后，伺服电机5就会反向旋转，卷丝筒螺旋线凹槽上缠绕的金刚砂线放线一端就变成了收线端，另一收线端也就变成了放线端，这个过程不断进行，实现金刚砂线27的循环，完成非金属板材26金刚砂线的切割。

图6为主导轮14的安装方式，由两侧的主导轮轴承31和对顶螺母32准确定位主导轮14，保证了主导轮14转动的稳定性，图中的毛毡圈30和端盖28是为了防止非金属板材切割中产生的粉末等微粒进入主导轮基座29。

整个非金属板材金刚砂线切割机包含了两套主导轮14、张紧导轮17和副导轮19，它们分别安装在运丝机构床身21的上、下运丝路线里，和卷丝筒一起构成完整的金刚砂线回路。

图7是浮动压料减振装置安装图，该装置就安装在运丝机构床身21的上部，图中，四个压料减振单元16和一个真空吸嘴13安装在一个圆板上，金刚砂线防偏装置18安装在圆板上凸起的空心圆柱壁板上，空心圆柱体凸起高度正好使得安装好的金刚砂线防偏装置18的底部平齐或略高于浮动压料减振装置16顶部水平面，避免金刚砂线防偏装置18位置过低与非金属板材接触。从运丝机构床身21上部过来的金刚砂线通过空心气缸15、圆板中间的空心圆柱和金刚砂线防偏装置18到被切割的非金属板材，圆板与空心气缸15连接，因此压料减振单元16和金刚砂线防偏装置18的上下移动是靠空心气缸15来驱动的；图中可以看出圆板中间圆柱的中心有一小圆柱孔，且空心气缸15的活塞杆中心也有一小圆柱孔，金刚砂线27正是通过空心气缸和圆板中间圆柱上的小圆柱孔后切割非金属板材26的。

图8和图9是压料减振单元爆炸图和剖视图，压料减振单元16主要零件有：钢球36、滚珠34和滚珠导套35、弹簧33，压料减振单元16正常状态下弹簧33就是压缩的，钢球36与非金属板材26接触后，弹簧33进一步被压缩，钢球36对非金属板材26有一定的压力，减小非金属板材26被切割时产生的振动；且钢球36与嵌入滚珠导套35的滚珠34接触，所以钢球36与非金属板材26接触时可以自由转动，不会阻碍非金属板材26的移动。另外，弹簧33的压缩量是有限度的，当弹簧33处于最大压缩量时，要保证钢球36顶部仍处于压料减振单元16顶部水平面的外侧，避免浮动压料减振装置16顶部平面刮伤非金属板材26和阻碍非金属材料板材26的移动。

图10是金刚砂线防偏装置，非金属板材金刚砂线切割机有两组金刚砂线防偏装置，分别分布在距切割点上下不远的两处位置，安装在浮动压料减振装置和固定托料装置的空心圆柱凸台上，两组金刚砂线防偏装置的距离越短，金刚砂线工作时的振动就会越小，但不能太小，太小时在切割过程中防偏导论会刮伤非金属板材。

在图7和图11中可以体现出，这样做的目的是减小金刚砂线运行切割时的横向和纵向振动，确保切割精度；金刚砂线防偏装置主要有定位导轮37、定位导轮基座38组成，图中看出两个定位导轮37是可以转动的，两个定位导轮37平行且以一定距离安装在定位导轮基座38上，这样两个圆周开有半圆槽的定位导轮37之间就形成了一个圆槽孔，圆槽孔的直径与金刚砂线27直径一样，两者之间一般保持小间隙配合，金刚砂线27从圆槽孔中穿过切割非金属板材26时，运行的金刚砂线与圆槽孔接触，定位导轮自由转动，起到了对金刚砂线27的防偏作用，同时金刚砂线27与圆槽孔之间的摩擦是滚动摩擦，大大减小了摩擦损耗，提高了金刚砂线27的寿命。

图11是固定托料装置安装图，图中四个托料单元39和一个真空吸嘴13安装在圆板上，金刚砂线防偏装置18安装在圆板凸台的空心圆柱体上，空心圆柱体凸起高度正好使得安装好的金刚砂线防偏装置18的顶部平齐或略低于托料单元39顶部水平面，避免金刚砂线防偏装置18位置过高与非金属板材接触，圆板连接在运丝机构床身21下部，因此整个装置是固定在运丝机构床身下部，从运丝机构床身的上部过来的金刚砂线27运行穿过浮动压料减振装置中的空心气缸、园板中间空心圆柱体凸台以及金刚砂线防偏装置(如图10所示)和被切割的非金属板材26后，再通过固定托料装置中的金刚砂线防偏装置(如图10所示)和圆板中间凸起的空心圆柱，由导轮运转到卷丝筒20完成金刚砂线27的一次完整运行。

图12是托料单元剖视图，托料单元内没有弹簧，托料单元的钢球36顶点和气动夹钳12的固定夹臂上表面在同一高度，使得由气动夹钳12夹持的非金属材料板26正好放于固定托料装置钢球36上，再由气缸15驱动的浮动压料减振装置16向下紧密接触非金属材料板26，减少非金属材料板26的振动。

图13是毛刷支撑台，毛刷支撑台的作用是支撑非金属板材，毛刷支撑台由间隔分布的毛刷24、毛刷板23、和毛刷板安装可调基座25组成，毛刷支撑台的作用是支撑非金属板材，毛刷上表面的高度应与托料单元的钢球36顶点一样平齐，通过螺纹传动可以将整个毛刷工作台调整水平，被加工件与毛刷接触的面积小，且毛刷与被加工件之间的摩擦系数很小，所以气动夹钳12可以轻易带动非金属板材的移动。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限 制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，包括X、Y方向运动的坐标工作台，所述的坐标工作台安装一个夹持装置，所述的夹持装置用于夹持复合材料板材，夹持装置在坐标工作台上的伺服电机驱动下夹着复合材料板材在X、Y方向移动，在所述的坐标工作台的一侧安装有驱动金刚砂线切割复合材料板材的运丝机构，所述的坐标工作台和运丝机构由一个控制系统控制，且坐标工作台和运丝机构在控制系统的控制下相互配合实现对复合材料板材的切割，切割过程中产生的非金属粉末，被真空泵吸粉系统吸走；

在复合材料板材上方安装有浮动压料减振装置；所述的浮动压料减振装置包括多个安装在圆板底部的压料减振单元，在所述的圆板底部中心位置还设有空心圆柱管，在所述空心圆柱管的壁板的末端安装有金刚砂线防偏装置，所述的金刚砂线防偏装置的顶部平齐或略高于压料减振单元底部水平面；在所述圆板的顶部设有一个驱动浮动压料减振装置和金刚砂线防偏装置上下移动的空心气缸。

2.如权利要求1所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的压料减振单元包括一个固定在圆板底部的套筒，在所述的套筒内依次设有弹簧、固定座、滚珠导套、滚珠和钢球；所述的弹簧一端与套筒接触，另一端与固定座接触，在固定座上设有一个半球形凹坑，所述的滚珠导套为一个半球形结构，其嵌在固定座的半球形凹坑内，在滚珠导套内嵌有滚珠，在滚珠导套的半球形凹坑内设有钢球，所述的钢球一部分位于滚珠导套内，另一部分外露于套筒底部，对复合材料板材施加一定的压力。

3.如权利要求1所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的金刚砂线防偏装置包括定位导轮和定位导轮基座，定位导轮安装在定位导轮基座内，位于同一侧的两个金刚砂线防偏装置的定位导轮组成一个供金刚砂线可穿过的圆槽孔。

4.如权利要求1所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的切割机还包括安装在复合材料板材下方的固定托料装置；所述的固定托料装置包括多个安装在圆板顶部的脱料单元，在所述的圆板顶部中心位置还设有空心圆柱管，在所述空心圆柱管的壁板的末端安装有金刚砂线防偏装置，所述的金刚砂线防偏装置的顶部平齐或略低于脱料单元顶部水平面。

5.如权利要求4所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的托料单元包括一个固定在圆板顶部的固定座，在固定座上设有一个半球形凹坑，在所述的半球形凹坑内设有一个滚珠导套；所述的滚珠导套也为一个半球形结构，其嵌在固定座的半球形凹坑内，在滚珠导套内嵌有滚珠，在滚珠导套的半球形凹坑内设有钢球，钢球一部分位于滚珠导套内，另一部分外露于固定座顶部，对复合材料板材施加一定的支撑力。

6.如权利要求3或5所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，在所述的滚珠导套上镶嵌有滚珠，所述的钢球与滚珠接触，使得钢球与复合材料板材接触时自由转动，不会阻碍复合材料板材的移动。

7.如权利要求1或4所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的圆板顶部设有真空泵吸粉系统，其包括真空吸嘴，所述的真空吸嘴与真空泵相连，切割产生的非金属板材粉末被所述的真空吸嘴吸走清理，并对金刚砂线有一定的冷却作用。

8.如权利要求1所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的运丝机构包括一个床身，床身的上部和下部均安装有传送金刚砂线的主导轮、张紧导轮和副导轮，床身的一侧安装有卷丝筒，所述的卷丝筒由一个伺服电机驱动，在所述的卷丝筒上缠绕有金刚砂线；两套主导轮、张紧导轮和副导轮分别安装在运丝机构床身的上、下运丝路线里和卷丝筒一起构成完整的金刚砂线回路。

9.如权利要求8所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的卷丝筒的圆周方向上设有螺旋线凹槽，卷丝筒上金刚砂线的放线和收线在螺旋线凹槽的两端进行，且金刚砂线缠绕在卷丝筒的螺旋线凹槽内。