CN107052490B - 一种丝筒制动除丝系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种丝筒制动除丝系统及其控制方法。断丝检测模块检测是否有断丝信号，如果是，则启动丝筒制动模块和压丝模块；然后判断丝筒是否停止转动，如果是，则解除丝筒制动模块的制动及压丝模块的压丝；再判断是否准备好除丝，如果是，则启动回收丝盘电机。与现有技术相比，减少了电极丝的浪费，方便找到断丝头，缩短了除丝时间，提高了加工效率；同时避免了繁琐的人工除丝操作，有利于废丝的回收。

Description

一种丝筒制动除丝系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种丝筒制动除丝系统及其控制方法，特别是涉及一种适用于高速走丝电火花切割机床的丝筒制动除丝系统及其控制方法。

背景技术

高速走丝电火花线切割机床是我国独创的电火花加工机种，它可加工大厚度、大锥度工件，加上机床成本低，是我国目前应用最大的加工机床之一，在模具制造等领域有着独特的优势和广泛的市场前景。但实际生产中存在常见的、重要的缺陷——断丝，极大的影响了高速走丝电火花线切割机床带来的经济效益。在生产加工过程中，由于参数选择不合理，操作失误或电极丝的损耗等各方面原因导致电极丝断丝。目前处理断丝的方法是先人工先除掉废丝，再重新均匀布丝，后穿丝。在除丝的过程中，由于断丝后电机瞬时自动停机，丝筒自身的惯性会继续旋转一段时间，导致了丝筒上的电极丝失去张紧力而变得杂乱，操作人员要费时费力的寻找丝头，将废丝除去，这极大的降低了加工效率。同时，在实际的生产中出现断丝，都是手工除掉丝筒上的废丝，不但耗时较长，影响生产效率。而且丝筒上的电极丝很细，不亚于一把锋利的刀，稍微不注意就会割伤手。同时人工除丝，废丝易到处散乱，不易储存废丝，且存在安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在电极丝断丝后能够进行迅速除丝，缩短除丝时间，提高工作效率的丝筒制动除丝系统及其控制方法。

一种丝筒制动除丝系统，包括断丝检测模块、丝筒制动模块、压丝模块和除丝模块；

所述断丝检测模块检测电极丝断丝信号并将该检测信号发送给丝筒制动模块和压丝模块；

所述丝筒制动模块包括制动碟片和制动块；所述制动碟片固定在丝筒主轴上，随丝筒主轴运动；所述制动块能够对制动碟片进行制动，使其停止运动，进而促使丝筒主轴停止运动；丝筒制动模块接收断丝信号并驱动制动块对制动碟片进行制动；

所述压丝模块包括推拉式压丝装置，设置于丝筒外侧；所述压丝模块接收断丝信号并驱动压丝装置对丝筒上的电极丝进行压紧；

所述除丝模块包括回收丝盘及其电机；所述回收丝盘包括丝盘筒，回收丝盘的电机带动回收丝盘转动使电极丝缠绕在丝盘筒上，实现对电极丝的回收。

未断丝的电极丝上通有电信号，一旦电极丝出现断丝，则立即能够通过电信号检测出来，从而获得启动丝筒制动除丝装置的信号。

机床断丝后，丝盘制动模块立即实施制动，与现有技术相比，能够快速制动，减少制动时间；制动后，采用除丝模块进行除丝，减少了电极丝的浪费，缩短了除丝时间，提高了工作效率。同时避免了繁琐的人工除丝操作，有利于废丝的回收。

目前，高速走丝电火花线切割加工中，断丝是客观存在的。断丝后缺乏迫使丝筒立刻停止的装置，由于丝筒自身的惯性继续旋转和电极丝的回弹，导致电极丝在丝筒上变得杂乱无章。人工除丝费时费力，极大的降低了加工效率。机床断丝后，丝筒制动装置立即实施制动，同时电极丝压紧装置压紧电极丝，由此防止电极丝杂乱，方便找到断丝头，进一步缩短了除丝时间，避免了繁琐的人工除丝操作，提高了工作效率。

所述制动碟片通过制动主轴固定在丝筒主轴上。

所述制动块包括两块电磁铁，分别设置在制动碟片的两侧，发生断丝后，电磁铁通电工作，产生互相吸引的磁力，压紧制动碟片，实现对制动碟片的制动。

所述两块电磁铁，在靠近制动碟片的一侧设置有摩擦块。

所述压丝装置为压紧电磁铁，采用推拉式电磁铁，压紧电磁铁通电，推向丝筒，对丝筒上的电极丝进行压紧。

所述压紧电磁铁在靠近丝筒电极丝的一侧设置有橡胶摩擦块。

所述回收丝盘还包括丝盘壁，设置在丝盘筒的两端，以使缠绕的电极丝缠绕在丝盘筒上并位于两个丝盘壁之间。

所述回收丝盘还包括电极丝固定装置，设置在丝盘壁上，电极丝断丝后，将断丝头固定在所述固定装置上。

所述固定装置为弹性压紧固定装置，穿过丝盘壁上的通孔设置，丝盘壁两侧部件相对固定，且一侧部件与丝盘壁之间设置有弹性部件，常态下，在弹性部件的作用力下另一侧部件与丝盘壁之间为压紧状态。

基于上述丝筒制动除丝系统的系统控制方法，具体方法步骤为：

一、检测是否有断丝信号，如果是，则进入下一步；

二、启动丝筒制动模块和压丝模块；

三、判断丝筒是否停止转动，如果是，则进入下一步；

四、解除丝筒制动模块的制动及压丝模块的压丝；

五、判断是否准备好回丝，如果是，则启动回收丝盘的电机。

启动回收丝盘的电机进行除丝的具体方法为：操作人员将丝头压紧在回收丝盘上，启动回收丝盘的电机转动进行除丝。

所述方法还包括：PLC控制回收丝盘的电机和丝筒电机通电工作，丝筒在丝筒电机的带动下送丝，回收丝盘在回收丝盘的电机带动下收丝。

所述方法还包括：控制制动块电磁铁通电电流的大小，增大或减小对丝筒转动的制动力。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：减少了电极丝的浪费，方便找到断丝头，缩短了除丝时间，提高了加工效率；同时避免了繁琐的人工除丝操作，有利于废丝的回收。

附图说明

图1为本发明其中一实施例的丝筒制动模块的结构示意图。

图2为本发明其中一实施例的压丝模块的结构示意图。

图3为本发明其中一实施例的除丝模块的结构示意图。

图4为本发明其中一实施例的系统控制方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

具体实施例1

一种丝筒制动除丝系统，包括断丝检测模块、丝筒制动模块、压丝模块和除丝模块；

所述断丝检测模块检测电极丝断丝信号并将该检测信号发送给丝筒制动模块和压丝模块；

如图1所示，所述丝筒制动模块包括制动碟片12和制动块；所述制动碟片固定在丝筒主轴11上，随丝筒主轴运动；所述制动块能够对制动碟片进行制动，使其停止运动，进而促使丝筒主轴停止运动；丝筒制动模块接收断丝信号并驱动制动块对制动碟片进行制动；

如图2所示，所述压丝模块包括推拉式压丝装置，设置于丝筒外侧；所述压丝模块接收断丝信号并驱动压丝装置对丝筒上的电极丝进行压紧；

如图3所示，所述除丝模块包括回收丝盘及其电机32；所述回收丝盘包括丝盘筒，回收丝盘的电机带动回收丝盘转动使电极丝缠绕在丝盘筒上，实现对电极丝的回收。

具体实施例2

在具体实施例1的基础上，所述制动碟片通过制动主轴15固定在丝筒主轴上。在本具体实施例中，制动主轴通过螺纹连接在丝筒主轴上，制动主轴随丝筒主轴运动；制动碟片通过螺栓固定在丝筒主轴上，所以制动碟片能随丝筒一起旋转运动。

具体实施例3

在具体实施例1或2的基础上，所述制动块包括两块电磁铁13，分别设置在制动碟片的两侧，发生断丝后，电磁铁通电工作，产生互相吸引的磁力，压紧制动碟片，实现对制动碟片的制动。在本具体实施例中，两块电磁铁分别通过支架安装在丝筒的工作台上。电磁铁采用推拉式电磁铁，当收到断丝信号时，控制制动电磁铁通电，两个电磁铁产生互相吸引的磁力，即制动力，用于丝筒的制动，同时防止电极丝杂乱无章。

具体实施例4

在具体实施例3的基础上，所述两块电磁铁，在靠近制动碟片的一侧设置有摩擦块14。

具体实施例5

在具体实施例1到4之一的基础上，所述压丝装置为压紧电磁铁21，采用推拉式电磁铁，压紧电磁铁通电，推向丝筒，对丝筒上的电极丝24进行压紧。在本具体实施例中，所述压紧电磁铁通过支架安装在丝筒的外侧。

具体实施例6

在具体实施例5的基础上，所述压紧电磁铁在靠近丝筒电极丝的一侧设置有橡胶摩擦块22。电极丝断丝后，在对丝筒进行制动的同时，压紧电磁铁通电，铁芯带动橡胶摩擦块推向丝筒，同步对丝筒上的电极丝进行压紧，防止电极丝杂乱，方便操作人员快速、方便地寻找丝头，从而利于除丝。

具体实施例7

在具体实施例1到6之一的基础上，所述回收丝盘还包括丝盘壁31，设置在丝盘筒的两端，以使缠绕的电极丝缠绕在丝盘筒上并位于两个丝盘壁之间。

具体实施例8

在具体实施例7的基础上，所述回收丝盘还包括电极丝固定装置，设置在丝盘壁上，电极丝断丝后，将断丝头固定在所述固定装置上。

具体实施例9

在具体实施例8的基础上，所述固定装置为弹性压紧固定装置，如图3所示，穿过丝盘壁上的通孔设置，丝盘壁两侧部件相对固定，且一侧部件（在本具体实施例中为夹丝螺栓35）与丝盘壁之间设置有弹性部件（在本具体实施例中为夹丝弹簧34），常态下，在弹性部件的作用力下另一侧部件（在本具体实施例中为夹丝螺母33）与丝盘壁之间为压紧状态。

如图3所示，在本具体实施例中，除丝时，操作人员按下夹丝螺栓，克服夹丝弹簧的弹力，后将丝头放进夹丝螺母与丝盘的间隙中，松开夹丝螺母，通过弹簧弹力将废电极丝头压紧在丝盘上。启动回收丝盘的电机运行，带动废丝盘运行，丝筒上的废电极丝被回收到丝盘上。

具体实施例10

在具体实施例1到9之一的基础上，如图4所示，丝筒制动除丝系统的系统控制具体方法步骤为：

一、检测是否有断丝信号，如果是，则进入下一步；

二、启动丝筒制动模块和压丝模块；

三、判断丝筒是否停止转动，如果是，则进入下一步；

四、解除丝筒制动模块的制动及压丝模块的压丝；

五、判断是否准备好回丝，如果是，则启动回收丝盘的电机。

在本具体实施例中，丝筒制动装置和压丝装置都是通过双动开关与机床电机断电开关连接，与机床电机同步进行的。当机床在加工过程中出现断丝时，单片机控制机床电机断电停机，同时通过与机床电机断电的双动开关，制动块与压丝模块均通电，制动块制动碟片，达到制动丝筒的作用；压丝模块压紧丝筒上的电极丝，防止乱丝过多。

具体实施例11

在具体实施例10的基础上，启动回收丝盘的电机进行除丝的具体方法为：操作人员将丝头压紧在回收丝盘上，启动回收丝盘的电机转动进行除丝。操作人员将断丝头固定在回收丝盘的电极丝固定模块上，并顺势将电极丝缠绕两圈在丝盘筒上，然后启动回收丝盘的电机。

具体实施例12

在具体实施例10或11的基础上，所述方法还包括：PLC控制回收丝盘的电机和丝筒电机通电工作，丝筒在丝筒电机的带动下送丝，回收丝盘在回收丝盘的电机带动下收丝。

所述方法还包括：控制制动块电磁铁通电电流的大小，增大或减小对丝筒转动的制动力。通过调节制动块（制动电磁铁）中的电流大小，减小制动力，对丝筒起到缓速作用，有利于除丝。同时，丝筒制动装置兼做缓速作用，通过控制制动电磁铁通电电流的大小，控制电磁吸力来控制丝筒除丝时的丝筒转速，辅助除丝装置工作。

另外，丝筒在丝筒电机的带动下送丝，回收丝盘在回收丝盘的电机带动下收丝。当丝筒运行到行程开关的位置时，PLC控制回收丝盘的电机和丝筒电机断电，操作人员通过手动将余下的电极丝除完。按照实际情况，如果需要将丝全去除，在完成必要的手动辅助操作后按下丝筒换向按钮，丝筒换向旋转，同样的方法控制，完成另一端的除丝操作。

Claims (10)

1.一种丝筒制动除丝系统，其特征在于：包括断丝检测模块、丝筒制动模块、压丝模块和除丝模块；

所述断丝检测模块检测电极丝断丝信号并将该检测信号发送给丝筒制动模块和压丝模块；

所述丝筒制动模块包括制动碟片和制动块；所述制动碟片固定在丝筒主轴上，随丝筒主轴运动；所述制动块能够对制动碟片进行制动，使其停止运动，进而促使丝筒主轴停止运动；丝筒制动模块接收断丝信号并驱动制动块对制动碟片进行制动；

所述压丝模块包括推拉式压丝装置，设置于丝筒外侧；所述压丝模块接收断丝信号并驱动压丝装置对丝筒上的电极丝进行压紧；

所述除丝模块包括回收丝盘及其电机；所述回收丝盘包括丝盘筒，回收丝盘的电机带动回收丝盘转动使电极丝缠绕在丝盘筒上，实现对电极丝的回收。

2.根据权利要求1所述的丝筒制动除丝系统，其特征在于：所述制动块包括两块电磁铁，分别设置在制动碟片的两侧，发生断丝后，电磁铁通电工作，产生互相吸引的磁力，压紧制动碟片，实现对制动碟片的制动。

3.根据权利要求1所述的丝筒制动除丝系统，其特征在于：所述压丝装置为压紧电磁铁，采用推拉式电磁铁，压紧电磁铁通电，推向丝筒，对丝筒上的电极丝进行压紧。

4.根据权利要求1所述的丝筒制动除丝系统，其特征在于：所述回收丝盘还包括丝盘壁，设置在丝盘筒的两端，以使缠绕的电极丝缠绕在丝盘筒上并位于两个丝盘壁之间。

5.根据权利要求4所述的丝筒制动除丝系统，其特征在于：所述回收丝盘还包括电极丝固定装置，设置在丝盘壁上，电极丝断丝后，将断丝头固定在所述固定装置上。

6.根据权利要求5所述的丝筒制动除丝系统，其特征在于：所述固定装置为弹性压紧固定装置，穿过丝盘壁上的通孔设置，丝盘壁两侧部件相对固定，且一侧部件与丝盘壁之间设置有弹性部件，常态下，在弹性部件的作用力下另一侧部件与丝盘壁之间为压紧状态。

7.基于权利要求1到6之一所述丝筒制动除丝系统的系统控制方法，具体方法步骤为：

一、检测是否有断丝信号，如果是，则进入下一步；

二、启动丝筒制动模块和压丝模块；

三、判断丝筒是否停止转动，如果是，则进入下一步；

四、解除丝筒制动模块的制动及压丝模块的压丝；

五、判断是否准备好除丝，如果是，则启动回收丝盘的电机。

8.根据权利要求7所述的系统控制方法，启动回收丝盘的电机进行除丝的具体方法为：操作人员将丝头压紧在回收丝盘上，启动回收丝盘的电机转动进行除丝。

9.根据权利要求8所述的系统控制方法，所述方法还包括：PLC控制回收丝盘的电机和丝筒电机通电工作，丝筒在丝筒电机的带动下送丝，回收丝盘在回收丝盘的电机带动下收丝。

10.根据权利要求7到9之一所述的系统控制方法，所述方法还包括：控制制动块电磁铁通电电流的大小，增大或减小对丝筒转动的制动力。