CN107378159B - 一种高速走丝电火花线切割机床压丝装置及压丝方法 - Google Patents

一种高速走丝电火花线切割机床压丝装置及压丝方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高速走丝电火花线切割机床压丝装置及压丝方法，高速走丝电火花线切割机床正常走丝状态时，上丝臂压丝装置的上下压丝轮和下丝臂压丝装置的上下压丝轮为松开状态，不对电极丝夹紧；当发生断丝时，控制上丝臂压丝装置的上下压丝轮和下丝臂压丝装置的上下压丝轮对电极丝进行夹紧；同时控制上丝臂上压丝轮和下丝臂上压丝轮逆时针旋转，上丝臂下压丝轮和下丝臂下压丝轮顺时针旋转。与现有技术相比，电极丝断丝时，防止了断丝头回弹到储丝筒上，且防止了二次断丝，方便寻找丝头，有效减少了电极丝的浪费，并减少了断丝后的除丝时间。

Description

一种高速走丝电火花线切割机床压丝装置及压丝方法
技术领域
本发明涉及一种压丝装置及压丝方法，特别是涉及一种适用于高速走丝电火花切割加工的电极丝断丝后的电极丝压丝装置及压丝方法。
背景技术
在高速走丝电火花线切割实际生产加工中，由于参数选择不合理，操作失误，电极丝损耗等各种原因导致电极丝断丝，断丝现象极大的影响了其生产效率和经济效益。断丝后，电机瞬时自动停机，由于丝筒自身的惯性要继续旋转一段时间，这导致了丝筒上的电极丝失去了张紧力而变得杂乱，操作人员此时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。
目前，在高速走丝电火花线切割加工中，断丝是客观存在的。断丝后由于丝筒自身的惯性继续旋转，电极丝张紧力的消失促使电极丝回弹，导致电极丝在丝筒上变得杂乱无章，造成电极丝浪费，同时操作员还需费时费力寻找丝头来除丝，这极大的降低了生产效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种减少电极丝浪费，方便除丝的高速走丝电火花线切割机床压丝装置及压丝方法。
为减少电极丝的浪费，需要在丝筒惯性转动时给予一定的张紧力，避免丝筒上电极丝杂乱，并在丝筒停止时压紧丝头，操作员能方便，快速的寻找到丝头，提高穿丝速度和生产效率。
本发明采用的技术方案如下：
一种高速走丝电火花线切割机床压丝装置，其特征在于：包括上丝臂压丝装置和下丝臂压丝装置；所述上丝臂压丝装置包括上丝臂上压丝机构和上丝臂下压丝机构；所述下丝臂压丝装置包括下丝臂上压丝机构和下丝臂下压丝机构；所述上丝臂上压丝机构包括上丝臂上压丝轮，上丝臂下压丝机构包括上丝臂下压丝轮，下丝臂上压丝机构包括下丝臂上压丝轮，下丝臂下压丝机构包括下丝臂下压丝轮；还包括上丝臂上下压丝轮夹紧和/或松开控制机构、下丝臂上下压丝轮夹紧和/或松开控制机构、上丝臂上压丝轮旋转控制机构、上丝臂下压丝轮旋转控制机构、下丝臂上压丝轮旋转控制机构和下丝臂下压丝轮旋转控制机构。
所有压丝机构及其压丝轮的结构关系中，至少有一个结构关系满足下述结构关系：
压丝机构上设置有限位孔，压丝轮连接有杠杆，杠杆通过回位弹簧与压丝机构连接；所述杠杆能够沿所述限位孔移动，从而带动压丝轮在电极丝垂直方向上来回移动；压丝机构上设置有推拉电磁铁，能够在通电工作时吸附所述杠杆，从而促使压丝轮对电极丝的夹紧和/或松开。
所述推拉电磁铁在通电工作时吸附所述杠杆，从而促使压丝轮对电极丝夹紧。
基于上述压丝装置的高速走丝电火花线切割机床压丝方法，具体压丝方法为：高速走丝电火花线切割机床正常走丝状态时，所述上丝臂压丝装置的上下压丝轮和下丝臂压丝装置的上下压丝轮为松开状态，不对电极丝夹紧；当发生断丝时，控制上丝臂压丝装置的上下压丝轮和下丝臂压丝装置的上下压丝轮对电极丝进行夹紧；同时控制上丝臂上压丝轮和下丝臂上压丝轮逆时针旋转，上丝臂下压丝轮和下丝臂下压丝轮顺时针旋转。
所述方法还包括，所有压丝轮的旋转速度相同。
所述方法还包括，所有压丝轮的旋转速度随丝筒制动转速降低而降低。
所述方法还包括，所有压丝轮的选择速度与丝筒制动转速成正比关系。
所有压丝轮的控制旋转时间T大于等于0.2秒小于等于0.5秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：电极丝断丝时，防止断丝头回弹到储丝筒上，且防止了二次断丝，方便寻找丝头，有效减少了电极丝的浪费，并减少了断丝后的除丝时间。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的压丝原理结构示意图。
图2为本发明其中一实施例的压丝装置结构示意图。
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
一种高速走丝电火花线切割机床压丝装置，如图1所示，包括上丝臂压丝装置和下丝臂压丝装置；所述上丝臂压丝装置包括上丝臂上压丝机构1和上丝臂下压丝机构6；所述下丝臂压丝装置包括下丝臂上压丝机构10和下丝臂下压丝机构8；所述上丝臂上压丝机构包括上丝臂上压丝轮4，上丝臂下压丝机构包括上丝臂下压丝轮5，下丝臂上压丝机构包括下丝臂上压丝轮9，下丝臂下压丝机构包括下丝臂下压丝轮7；还包括上丝臂上下压丝轮夹紧和/或松开控制机构、下丝臂上下压丝轮夹紧和/或松开控制机构、上丝臂上压丝轮旋转控制机构、上丝臂下压丝轮旋转控制机构、下丝臂上压丝轮旋转控制机构和下丝臂下压丝轮旋转控制机构。
发生断丝时，丝筒3上电极丝由于丝筒惯性的作用，电极丝一端被拉紧，另一端被放松。因此，为避免电极丝在丝筒上的杂乱无章，上丝臂上下压丝轮夹紧和/或松开控制机构控制上丝臂上下压丝轮夹紧电极丝；同时，下丝臂上下压丝轮夹紧和/或松开控制机构控制上丝臂上下压丝轮夹紧电极丝；在夹紧电极丝的同时，上丝臂上压丝轮旋转控制机构和下丝臂上压丝轮旋转控制机构，分别控制上丝臂上压丝轮和下丝臂上压丝轮逆时针旋转；同时，上丝臂下压丝轮旋转控制机构和下丝臂下压丝轮旋转控制机构，分别控制上丝臂下压丝轮和下丝臂下压丝轮顺时针旋转。利用压丝轮的旋转，一端缓速放松，避免相互夹紧导致二次断丝，另一端收丝，避免丝筒松丝使其电极丝杂乱。同时，通过压丝轮旋转及压丝轮表面对电极丝摩擦产生一定的张紧力，并将断丝头控制在压丝轮上，防止断丝头反弹回到储丝筒上，方便寻找丝头，有利于下一步操作。
机床断丝后，控制器控制上下丝臂的压丝装置，使断丝后电极丝仍然有一定的张紧力，防止丝筒上电极丝凌乱，同时，当丝筒停止时，压丝轮能压紧上、下丝头，方便操作员快速寻找到丝头，以便下一步除丝，缩短了除丝时间。
本发明申请技术方案，是在现有的高速走丝电火花线切割机床上附加一套压丝装置，在本具体实施例中，控制机构为单片机。
具体实施例2
在具体实施例1的基础上，所有压丝机构及其压丝轮的结构关系中，至少有一个结构关系满足下述结构关系：
压丝机构上设置有限位孔，压丝轮连接有杠杆，杠杆通过回位弹簧与压丝机构连接；所述杠杆能够沿所述限位孔移动，从而带动压丝轮在电极丝垂直方向上来回移动；压丝机构上设置有推拉电磁铁，能够在通电工作时吸附所述杠杆，从而促使压丝轮对电极丝的夹紧和/或松开。
在本具体实施例中，如图2所示，外壳101一侧有四个通孔，通过螺栓固定在机床上；杠杆106一端和杠杆固定螺栓111的光杆部分间隙配合，固定螺栓111和外壳101上的螺纹孔配合安装，杠杆106可在杠杆固定螺栓111的光杆表面自由转动。杠杆106另外一端孔内安装有轴承，轴承内孔与光杆105一端过盈配合安装，当光杆105旋转时杠杆106不会发生移动。另外，光杆106一端与从动齿轮107过盈配合安装，另一端安装导轮104；推拉电磁铁102表面有螺纹孔，通过螺钉与壳体101固定；回位弹簧108两端有挂钩，一端与壳体101固定，一端与杠杆106固定；电机109固定在电机支撑板110上。
在本具体实施例中，当机床正常加工工件时，回位弹簧108牵拉住杠杆106，上压丝导轮和下压丝导轮有间隙，电极丝能正常走丝运行。
当机床断丝发生时，控制器发出电信号给推拉电磁102，推拉电磁铁102通电工作，吸附杠杆106，回位弹簧108被拉长，压丝导轮104表面与钼丝接触，并有一定的压紧力，光杆105上的上的从动齿轮107与电机109上的主动齿轮103啮合，同时电机109收到信号时开始旋转，上压丝轮逆时针旋转与下压丝轮顺时针旋转，表面摩擦对电极丝产生一定的张紧力，将断丝头控制住，防止断丝回到储丝筒，导致丝筒表面电极丝变得杂乱。
具体实施例3
在具体实施例2的基础上，所述推拉电磁铁在通电工作时吸附所述杠杆，从而促使压丝轮对电极丝夹紧。
具体实施例4
在具体实施例1到3之一的基础上，基于上述压丝装置的高速走丝电火花线切割机床压丝方法，具体压丝方法为：高速走丝电火花线切割机床正常走丝状态时，所述上丝臂压丝装置的上下压丝轮和下丝臂压丝装置的上下压丝轮为松开状态，不对电极丝夹紧；当发生断丝时，控制上丝臂压丝装置的上下压丝轮和下丝臂压丝装置的上下压丝轮对电极丝进行夹紧；同时控制上丝臂上压丝轮和下丝臂上压丝轮逆时针旋转，上丝臂下压丝轮和下丝臂下压丝轮顺时针旋转。
当机床正常加工工件时，上压丝轮和下压丝轮有间隙，电极丝能正常走丝运行。当发生断丝时，丝筒上电极丝由于丝筒惯性的作用，电极丝一端被拉紧，另一端被放松，这导致电极丝在丝筒上杂乱无章。控制上、下丝臂的压丝机构，分别促使压丝轮压紧电极丝，并同时压丝轮旋转，即上丝臂上压丝轮和下丝臂上压丝轮逆时针旋转，上丝臂下压丝轮和下丝臂下压丝轮顺时针旋转。利用压丝轮的旋转，一端缓速放松，避免相互夹紧导致二次断丝，另一端收丝，避免丝筒松丝使其电极丝杂乱。通过压丝轮旋转及其表面对电极丝的摩擦产生一定的张紧力，并将断丝头控制在压丝轮上，防止断丝头反弹回到储丝筒上，且方便寻找丝头。该压丝装置能有效减少电极丝的浪费，且减少断丝后除丝时间。
具体实施例5
在具体实施例4的基础上，所述方法还包括，所有压丝轮的旋转速度相同。
具体实施例6
在具体实施例4或5的基础上，所述方法还包括，所有压丝轮的旋转速度随丝筒制动转速降低而降低。
具体实施例7
在具体实施例4到6之一的基础上，所述方法还包括，所有压丝轮的选择速度与丝筒制动转速成正比关系。
具体实施例8
在具体实施例4到7之一的基础上，所有压丝轮的控制旋转时间T大于等于0.2秒小于等于0.5秒。
根据实验多次测量：机床断丝后，在电机自带制动的条件下，丝筒停止时间大约为0.5秒。在额外附加丝筒制动装置和压丝装置，丝筒停止时间预估最大约为0.2秒,以高速走丝电火花线切割机床10m/s的走丝速度计算，断丝后电极丝回弹平均速度为5m/s,则电极丝回弹长度1000mm，电极丝断丝区域一般在加工区域，即上、下丝臂回弹电极丝长度各约为1000/2=500mm，而正常情况下，上、下丝臂的电极丝各自超过1000mm的长度。因此，断丝后，通过压丝装置可以使丝筒上的电极丝不凌乱，断丝头方便寻找。
当操作员手动找到上、下断丝头后，不再需要压丝轮对电极丝施加张紧力时；对推拉电磁铁102与电机109断电，杠杆106在回位弹簧108的拉力作用下回到起始位置，上压丝轮和下压丝轮分离，其摩擦张紧力消失。

Claims (7)

1.一种高速走丝电火花线切割机床压丝装置，其特征在于：包括上丝臂压丝装置和下丝臂压丝装置；所述上丝臂压丝装置包括上丝臂上压丝机构和上丝臂下压丝机构；所述下丝臂压丝装置包括下丝臂上压丝机构和下丝臂下压丝机构；所述上丝臂上压丝机构包括上丝臂上压丝轮，上丝臂下压丝机构包括上丝臂下压丝轮，下丝臂上压丝机构包括下丝臂上压丝轮，下丝臂下压丝机构包括下丝臂下压丝轮；还包括上丝臂上下压丝轮夹紧和/或松开控制机构、下丝臂上下压丝轮夹紧和/或松开控制机构、上丝臂上压丝轮旋转控制机构、上丝臂下压丝轮旋转控制机构、下丝臂上压丝轮旋转控制机构和下丝臂下压丝轮旋转控制机构；
所有压丝机构及其压丝轮的结构关系中，至少有一个结构关系满足下述结构关系：
压丝机构上设置有限位孔，压丝轮连接有杠杆，杠杆通过回位弹簧与压丝机构连接；所述杠杆能够沿所述限位孔移动，从而带动压丝轮在电极丝垂直方向上来回移动；压丝机构上设置有推拉电磁铁，能够在通电工作时吸附所述杠杆，从而促使压丝轮对电极丝的夹紧和/或松开。
2.根据权利要求1所述的压丝装置，其特征在于：所述推拉电磁铁在通电工作时吸附所述杠杆，从而促使压丝轮对电极丝夹紧。
3.基于权利要求1到2之一所述压丝装置的高速走丝电火花线切割机床压丝方法，具体压丝方法为：高速走丝电火花线切割机床正常走丝状态时，所述上丝臂压丝装置的上下压丝轮和下丝臂压丝装置的上下压丝轮为松开状态，不对电极丝夹紧；当发生断丝时，控制上丝臂压丝装置的上下压丝轮和下丝臂压丝装置的上下压丝轮对电极丝进行夹紧；同时控制上丝臂上压丝轮和下丝臂上压丝轮逆时针旋转，上丝臂下压丝轮和下丝臂下压丝轮顺时针旋转。
4.根据权利要求3所述的压丝方法，所述方法还包括，所有压丝轮的旋转速度相同。
5.根据权利要求3所述的压丝方法，所述方法还包括，所有压丝轮的旋转速度随丝筒制动转速降低而降低。
6.根据权利要求3所述的压丝方法，所述方法还包括，所有压丝轮的选择速度与丝筒制动转速成正比关系。
7.根据权利要求3到6之一所述的压丝方法，所有压丝轮的控制旋转时间T大于等于0.2秒小于等于0.5秒。
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