CN108453912A - 金刚线切割机的绕线机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚线切割机的绕线机构，它包括放线辊、放线电动机、放线导轮、主动轴、主电动机、从动轴、收线导轮、收线辊、收线电动机和金刚线，金刚线在主动轴和从动轴上盘绕多圈形成线网，机架上还设有两个横向的移动模组和两个恒张力电动机；每个移动模组的移动部安装有一个移动导轮，每个恒张力电动机经摆臂安装有一个摆动导轮；每个线辊的轴向与对应的移动模组的移动方向平行；机架上设有隔板，与金刚线接触的线辊、导轮及轴均位于隔板的一侧，放线电动机、收线电动机和两移动模组的两平移电动机均位于隔板的另一侧。该绕线机构能将绕线的导轮、线辊等与电动机分隔布设。
Description
技术领域
本发明涉及切割机械设备领域，具体讲是一种金刚线切割机的绕线机构。
背景技术
金刚线切割机作为压电水晶毛片、半导体单晶片、制冷片、陶瓷片、钕铁硼等贵重脆性材料的主要切削设备，由于其具备切削效率高、加工稳定性好等优点而得到越来越广泛的应用。
金刚线切割机是利用绕线机构来布线走线以切割脆性材料的。现有技术的金刚线切割机的绕线机构包括竖向放线辊、主动轴、从动轴、竖向收线辊及多个导轮，金刚线从放线辊引出后，依次经过多个导轮的折弯换向，再到主动轴和从动轴上缠绕多圈形成线网，又经过多个导轮回到收线辊。金刚线切割机还包括用于固定脆性材料的夹具，夹具经升降装置驱动，带动脆性材料与线网交错，而线网上的金刚线在绕线机构的驱动下高速运动，实现切割。上述的主动轴、放线辊和收线辊等均由各自的电动机驱动。
现有技术的金刚线切割机的绕线机构存在以下缺陷：首先，现有技术的绕线机构的各导轮、线辊与电动机交错杂乱布设、彼此混杂，这样，金刚线上的切削液也可能腐蚀电动机，造成短路；而且，现有技术的绕线机构放线走线过程也不平顺，影响线张力的稳定性，容易跳线，还可能出现斜拉而导致金刚颗粒脱离甚至断线；况且，各个导轮、线辊、主轴等布局松散不紧凑，导致整机体积大，需占用较大空间；还由于上述各个电动机的布局也同样杂乱而松散，不仅不利于隔音，散热效果也差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种将绕线的导轮、线辊等与电动机分隔布设，有效避免金属线的切割液腐蚀电动机，且走线放线平顺，确保张力稳定性，避免跳线断线的金刚线切割机的绕线机构。
本发明的技术解决方案是，提供一种金刚线切割机的绕线机构，它包括放线辊、放线电动机、放线导轮、主动轴、主电动机、从动轴、收线导轮、收线辊、收线电动机和金刚线，金刚线在主动轴和从动轴上盘绕多圈形成线网，上述的放线辊、放线电动机、放线导轮、主动轴、主电动机、从动轴、收线导轮、收线辊和收线电动机均安装在机架上；
机架上还设有两个横向的移动模组和两个恒张力电动机；每个移动模组的移动部安装有一个移动导轮，每个恒张力电动机经摆臂安装有一个摆动导轮；
金刚线从放线辊引出后，经第一移动导轮和第一摆动导轮换向，并由放线导轮引入线网，再由收线导轮从线网引出，然后经第二摆动导轮和第二移动导轮换向，最后引入收线辊；
每个线辊的轴向与对应的移动模组的移动方向平行；
机架上设有隔板，与金刚线接触的线辊、导轮及轴均位于隔板的一侧，放线电动机、收线电动机和两移动模组的两平移电动机均位于隔板的另一侧。
采用以上结构的金刚线切割机的绕线机构与现有技术相比，具有以下优点。
首先，该绕线机构实现了绕线部件即线辊、导轮及轴与电动机的分隔设置，这就有效避免了金刚线上带的切削液腐蚀各电动机；而且，移动导轮可横向移动，且平移的方向与放线辊或收线辊的轴线一致，这样，可以平移导轮使得线辊竖直放线或收线，避免斜拉，有效防止金刚线上的金刚颗粒脱离，降低断线及跳线的概率，确保走线平顺，确保线张力的稳定性；而且，恒张力的摆臂驱使下，摆动导轮能进一步张紧金刚线，进一步降低断线及跳线概率，进一步提高线张力稳定性，使得走线更加平顺。
作为优选，机架上设有主安装板，主安装板上设有两个固定导轮，摆臂可转动安装在主安装板上，移动模组的移动部也位于主安装板前方，位于同组的移动导轮与摆动导轮之间的金刚线线段经一个固定导轮换向；这样，首先在移动导轮与摆动导轮之间增设了一个固定导轮换向，一是使得走线更加平顺，进一步降低跳线断线概率，更关键的是，使得绕线机构的主体部分即摆动导轮、固定导轮、移动导轮均位于主安装板的狭窄区域内，这就使得各个导轮布局紧凑合理整齐，缩小了整机体积和质量，减少了占地空间。
作为改进，主安装板一侧固定有垂直的副安装板，主动轴和从动轴均可转动安装在副安装板上，收线导轮和放线导轮各自经一根连杆与主安装板连接；这样，实际上分成了主安装板范围内的绕线区域和副安装板范围内的切割区域，且绕线和切割部件整体上紧凑整齐合理，既使得各个部件之间的功能互不干扰，又有效缩小了整机体积和质量。
作为进一步优选，主电动机与放线电动机位于隔板的同一侧，主电动机输出轴的延长段穿过隔板和副安装板，且延长段穿过副安装板的部分经皮带与主动轴连接；隔板一侧设有带隔音棉的隔音舱室，主电动机、放线电动机、收线电动机和两平移电动机均位于隔音舱室内；这样，将转速快、功率负荷大的几个电动机都有效集成在了隔板的同一侧区域内，便于将所有噪音大的电动机收纳容置在统一的隔音腔室内，统一进行隔音处理，以获得更好的隔音效果。
作为更进一步优选，每个移动模组的移动部铰接有一块自平衡板，自平衡板上设一弧形孔，移动部固定一销子，该销子配合在弧形孔内，移动导轮固定在自平衡板上；移动部经L板固定有两个检测轮，两检测轮分居从移动导轮引出后的金刚线段两侧；这样，移动导轮具备了自平衡性能，可以根据线辊的上绕线的厚度变化灵活的调整其摆角，进一步提高走线稳定性，进一步降低跳线、断线概率；而两侧的检测轮可以敏感精确感知到移动导轮平移的速度是偏快还是偏慢，以此为依据可以针对性调节移动导轮的横移速度，确保线辊竖直出线或收线，进一步确保走线稳定性。
每个移动模组的结构优选为滚珠丝杠副，它的平移电动机经支架安装在隔板上，平移电动机上固定有平移丝杠，平移丝杠上螺接有夹紧块，夹紧块与平移导向杆固定，平移导向杆经过孔穿过隔板后与移动部固定，平移导向杆与过孔滑动密封；移动部位于隔板一侧，而平移电动机、支架、平移丝杠和夹紧块位于隔板的另一侧。上述结构动作原理为，电动机带动丝杠转动，而夹紧块被导向杆周向限位，只能前后运动，且夹紧块经导向杆带动移动部实现平移。该设计的亮点在于：平移导向杆除了起到传统滚珠丝杠副周向限位的功能外，还作为贯穿隔板以连接移动部和夹紧块的连杆，这样，即保证了移动部平移的正常功能，且使得隔板上被贯通的面积即过孔的孔径尽可能小，利于密封、隔音降噪等后期处理。
作为又进一步优选，隔音舱室内设有制冷系统，制冷系统包括冷媒入管、冷媒出管、冷却主电动机的第一盘管、冷却放线电动机的第二盘管、冷却收线电动机的第三盘管，分别冷却两平移电动机的第四盘管和第五盘管；第一盘管的入口经一个截止阀与冷媒入管连通，第一盘管出口与冷媒出管连通；第二盘管入口经一个截止阀与冷媒入管连通，第二盘管出口与一换向阀的入口连通，该换向阀的第一出口与冷媒出管直接连通，该换向阀的第二出口与冷媒出管经第四盘管连通；第三盘管入口经一个截止阀与冷媒入管连通，第三盘管出口与一换向阀的入口连通，该换向阀的第一出口与冷媒出管直接连通，该换向阀的第二出口与冷媒出管经第五盘管连通；上述的主电动机、放线电动机、收线电动机和两平移电动机均各设一个温度传感器；该冷却系统的原理为，各个温度传感器可以精确感知各个电动机的温度，针对性的进行制冷降温处理，其中，主电动机转速大负荷也最大，所以一般是单独用一根盘管来进行制冷，而放线电动机和收线电动机转速快，但负荷不如主电动机那么大，所以可以跟负荷最小的平移电动机共用一条制冷管路，当平移电动机无需制冷时，则单独对放线或收线电动机制冷，当平移电动机需要制冷时，则切换换向阀利用第四或第五盘管对平移电动机制冷，上述结构针对性极强，对不同的电动机提供不同的制冷量，精确制冷，效果极佳，制冷量不多不少，在保证有效制冷的前提下又不造成制冷量的浪费；而且，正是基于隔音舱室将负荷大、转速快的几个主要电动机都整合在一起，所以才为集中制冷提供便利和前提。
附图说明
图1是本发明金刚线切割机的绕线机构的正视结构示意图。
图2是本发明金刚线切割机的绕线机构的结构示意图。
图3是本发明金刚线切割机的绕线机构的自平衡部件的结构示意图。
图4是本发明金刚线切割机的绕线机构的制冷系统的结构示意图。
图5是本发明金刚线切割机的绕线机构的移动模组与隔板处的局部剖视结构示意图。
图中所示1、放线辊，2、放线电动机，3、放线导轮，4、主动轴，5、主电动机，5.1、延长段，6、从动轴，7、收线导轮，8、收线辊，9、收线电动机，10、移动模组，10.1、移动部，10.2、平移电动机，10.3、平移丝杠，10.4、夹紧块，10.5、平移导向杆，11、恒张力电动机，12、摆臂，13、第一移动导轮，14、第一摆动导轮，15、第二摆动导轮，16、第二移动导轮，17、隔板，18、主安装板，19、固定导轮，20、副安装板，21、自平衡板，22、弧形孔，23、销子，24、检测轮，25、冷媒入管，26、冷媒出管，27、第一盘管，28、第二盘管，29、第三盘管，30、第四盘管，31、第五盘管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，本发明金刚线切割机的绕线机构，它包括机架，机架包括主安装板18，主安装板18一侧固定有副安装板20，主安装板18另一侧固定有隔板17，副安装板20和隔板17均与主安装板18垂直。
机架上设有放线辊1、放线电动机2、放线导轮3、主动轴4、主电动机5、从动轴6、收线导轮7、收线辊8、收线电动机9和金刚线；机架上还设有两个横向的移动模组10和两个恒张力电动机11。
具体的说。
放线辊1位于主安装板18前方，放线辊1的传动轴穿过隔板17后，经皮带与放线电动机2连接；传动轴与隔板17的孔之间是可转动密封的。而收线辊8与收线电动机9的连接方式及安装位置与放线辊1和放线电动机2相同。
每个移动模组10为滚珠丝杠副，它的平移电动机10.2经支架安装在隔板17上，平移电动机10.2上固定有平移丝杠10.3，平移丝杠10.3上螺接有夹紧块10.4，夹紧块10.4与平移导向杆10.5固定，平移导向杆10.5经过孔穿过隔板17后与移动部10.1固定，平移导向杆10.5与过孔滑动密封；移动部10.1位于隔板17一侧，而平移电动机10.2、支架、平移丝杠10.3和夹紧块10.4位于隔板17的另一侧。
移动部10.1安装有一个移动导轮，具体的说，每个移动模组10的移动部10.1铰接有一块自平衡板21，自平衡板21上设一弧形孔22，移动部10.1固定一销子23，该销子23配合在弧形孔22内，移动导轮固定在自平衡板21上。移动部10.1经L板固定有两个检测轮24，两检测轮24分居从移动导轮引出后的金刚线段两侧。
放线辊1或收线辊8的轴向与对应的移动模组10的移动方向平行。
每个恒张力电动机11安装在主安装板18后面，且恒张力电动机11的输出轴穿过主安装板18与一摆臂12固定，该摆臂12位于主安装板18前面，经摆臂12摆动端安装有一个摆动导轮。
主安装板18前面还设有两个固定导轮19。而主动轴4和从动轴6均可转动安装在副安装板20上，主电动机5输出轴的延长段5.1穿过隔板17和副安装板20，且延长段5.1穿过副安装板20的部分经皮带与主动轴4连接。收线导轮7和放线导轮3各自经一根连杆与主安装板18连接。
金刚线在主动轴4和从动轴6上盘绕多圈形成线网。金刚线从放线辊1引出后，依次经第一移动导轮13、一个固定导轮19和第一摆动导轮14换向，并由放线导轮3引入线网，再由收线导轮7从线网引出，然后依次经第二摆动导轮15、另一个固定导轮19和第二移动导轮16换向，最后引入收线辊8。
与金刚线接触的放线辊1、收线辊8、固定导轮19、移动导轮、摆动导轮及主动轴4和从动轴6均位于隔板17的一侧，放线电动机2、主电动机5、收线电动机9和两平移电动机10.2均位于隔板17的另一侧。
隔板17一侧设有带隔音棉的隔音舱室，而隔板17正好作为隔音舱室的侧壁，噪音大、转速快、负荷大的主电动机5、放线电动机2、收线电动机9和两平移电动机10.2均位于隔音舱室内。而负荷没那么大、噪音相对小的恒张力电动机11则不用整合到隔音舱室内，只需要将恒张力电动机11设置在主安装板18后面与金刚线的切削液隔开即可。
隔音舱室内设有制冷系统，制冷系统包括冷媒入管25、冷媒出管26、冷却主电动机5的第一盘管27、冷却放线电动机2的第二盘管28、冷却收线电动机9的第三盘管29，分别冷却两平移电动机10.2的第四盘管30和第五盘管31；第一盘管27的入口经一个截止阀与冷媒入管25连通，第一盘管27出口与冷媒出管26连通；第二盘管28入口经一个截止阀与冷媒入管25连通，第二盘管28出口与一换向阀的入口连通，该换向阀的第一出口与冷媒出管26直接连通，该换向阀的第二出口与冷媒出管26经第四盘管30连通；第三盘管29入口经一个截止阀与冷媒入管25连通，第三盘管29出口与一换向阀的入口连通，该换向阀的第一出口与冷媒出管26直接连通，该换向阀的第二出口与冷媒出管26经第五盘管31连通；上述的主电动机5、放线电动机2、收线电动机9和两平移电动机10.2均各设一个温度传感器。
上述制冷系统不设置压缩机和室外换热器，是因为工厂中自带大型空调，只需要将冷媒入管25和冷媒出管26与工厂自带的空调系统管路对接即可。
Claims (7)
1.一种金刚线切割机的绕线机构，它包括放线辊(1)、放线电动机(2)、放线导轮(3)、主动轴(4)、主电动机(5)、从动轴(6)、收线导轮(7)、收线辊(8)、收线电动机(9)和金刚线，金刚线在主动轴(4)和从动轴(6)上盘绕多圈形成线网，上述的放线辊(1)、放线电动机(2)、放线导轮(3)、主动轴(4)、主电动机(5)、从动轴(6)、收线导轮(7)、收线辊(8)和收线电动机(9)均安装在机架上；
其特征在于：机架上还设有两个横向的移动模组(10)和两个恒张力电动机(11)；每个移动模组(10)的移动部(10.1)安装有一个移动导轮，每个恒张力电动机(11)经摆臂(12)安装有一个摆动导轮；
金刚线从放线辊(1)引出后，经第一移动导轮(13)和第一摆动导轮(14)换向，并由放线导轮(3)引入线网，再由收线导轮(7)从线网引出，然后经第二摆动导轮(15)和第二移动导轮(16)换向，最后引入收线辊(8)；
每个线辊的轴向与对应的移动模组(10)的移动方向平行；
机架上设有隔板(17)，与金刚线接触的线辊、导轮及轴均位于隔板(17)的一侧，放线电动机(2)、收线电动机(9)和两移动模组(10)的两平移电动机(10.2)均位于隔板(17)的另一侧。
2.根据权利要求1所述的金刚线切割机的绕线机构，其特征在于：机架上设有主安装板(18)，主安装板(18)上设有两个固定导轮(19)，摆臂(12)可转动安装在主安装板(18)上，移动模组(10)的移动部(10.1)也位于主安装板(18)前方，位于同组的移动导轮与摆动导轮之间的金刚线线段经一个固定导轮(19)换向。
3.根据权利要求2所述的金刚线切割机的绕线机构，其特征在于：主安装板(18)一侧固定有垂直的副安装板(20)，主动轴(4)和从动轴(6)均可转动安装在副安装板(20)上，收线导轮(7)和放线导轮(3)各自经一根连杆与主安装板(18)连接。
4.根据权利要求3所述的金刚线切割机的绕线机构，其特征在于：主电动机(5)与放线电动机(2)位于隔板(17)的同一侧，主电动机(5)输出轴的延长段(5.1)穿过隔板(17)和副安装板(20)，且延长段(5.1)穿过副安装板(20)的部分经皮带与主动轴(4)连接；隔板(17)一侧设有带隔音棉的隔音舱室，主电动机(5)、放线电动机(2)、收线电动机(9)和两平移电动机(10.2)均位于隔音舱室内。
5.根据权利要求1所述的金刚线切割机的绕线机构，其特征在于：每个移动模组(10)的移动部(10.1)铰接有一块自平衡板(21)，自平衡板(21)上设一弧形孔(22)，移动部(10.1)固定一销子(23)，该销子(23)配合在弧形孔(22)内，移动导轮固定在自平衡板(21)上；
移动部(10.1)经L板固定有两个检测轮(24)，两检测轮(24)分居从移动导轮引出后的金刚线段两侧。
6.根据权利要求1所述的金刚线切割机的绕线机构，其特征在于：每个移动模组(10)为滚珠丝杠副，它的平移电动机(10.2)经支架安装在隔板(17)上，平移电动机(10.2)上固定有平移丝杠(10.3)，平移丝杠(10.3)上螺接有夹紧块(10.4)，夹紧块(10.4)与平移导向杆(10.5)固定，平移导向杆(10.5)经过孔穿过隔板(17)后与移动部(10.1)固定，平移导向杆(10.5)与过孔滑动密封；移动部(10.1)位于隔板(17)一侧，而平移电动机(10.2)、支架、平移丝杠(10.3)和夹紧块(10.4)位于隔板(17)的另一侧。
7.根据权利要求4所述的金刚线切割机的绕线机构，其特征在于：隔音舱室内设有制冷系统，制冷系统包括冷媒入管(25)、冷媒出管(26)、冷却主电动机(5)的第一盘管(27)、冷却放线电动机(2)的第二盘管(28)、冷却收线电动机(9)的第三盘管(29)，分别冷却两平移电动机(10.2)的第四盘管(30)和第五盘管(31)；第一盘管(27)的入口经一个截止阀与冷媒入管(25)连通，第一盘管(27)出口与冷媒出管(26)连通；第二盘管(28)入口经一个截止阀与冷媒入管(25)连通，第二盘管(28)出口与一换向阀的入口连通，该换向阀的第一出口与冷媒出管(26)直接连通，该换向阀的第二出口与冷媒出管(26)经第四盘管(30)连通；第三盘管(29)入口经一个截止阀与冷媒入管(25)连通，第三盘管(29)出口与一换向阀的入口连通，该换向阀的第一出口与冷媒出管(26)直接连通，该换向阀的第二出口与冷媒出管(26)经第五盘管(31)连通；上述的主电动机(5)、放线电动机(2)、收线电动机(9)和两平移电动机(10.2)均各设一个温度传感器。
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