CN109332830A - 往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置，包括机架、储丝筒、数个过渡导轮、上导轮及下导轮、电极丝、直线导轨、主轴、伺服电机、传动丝杆及螺母，并在传动丝杆的端部增设角度编码器；在上机头与储丝筒之间及下机头与储丝筒之间的机架上分别设有轴式张力传感器，每个轴式张力传感器上均通过轴承设有张力检测轮，伺服电机、角度编码器、轴式张力传感器均与可编程控制器相连；本发明还公开了一种走丝方法；本发明能动态、及时地调整电极丝的走丝加工段和缓冲段，防止出现卡断现象，避免频繁更换电极丝，保证机床的正常运行，提高加工效率，并能提高电极丝的利用率。

Description

往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置及方法

技术领域

本发明涉及一种用于往复走丝型电火花线切割机床电极丝的走丝装置及方法。

背景技术

往复走丝型电火花线切割机床在加工时，为确保电极丝能实现往复运行放电加工，通过可编程控制器和角度编码器的设置，电机驱动储丝筒重复交替的正向和反向转动，带动电极丝的收放实现往复运行加工。电火花线切割加工时，在电极丝与工件间加载高频脉冲电压，通过工作台驱动工件按程序轨迹移动，电极丝与工件间形成微间隙放电，使工件电蚀成形，在电蚀工件的同时，电极丝同样会受到一定程度的蚀除，加之运丝系统存在摩擦损耗，因此随着加工时间的增长，电极丝直径会越来越小。为保障电极丝受到的电蚀程度相对较小，因此往复运行的电极丝线速度较高（8-15m/s），然而在储丝筒电机换向时，必然存在减速—换向—再升速过程，如果在此过程在电极丝与工件间加载高频电压，电极丝很可能被直接烧断，为避免此情况发生，在储丝筒正反换向时系统同时将高频脉冲电源输出关闭，此时机台进给加工停止至换向延时完成后再恢复加工，因此，在储丝筒上缠绕之电极丝必然存在走丝加工段和位于其两端的未参与放电加工的缓冲段，理论上缓冲段电极丝直径除有极小的摩擦损耗外，几乎不会有损耗，如此便带来一个问题，随着加工时间的增长，参与加工段电极丝在变细，因此其加工工件形成切槽亦会越来越小，而切割缝隙的宽度等于放电区段电极丝直径加0.02mm放电间隙，当损耗后的放电区段电极丝直径加0.02mm放电间隙小于缓冲段电极丝直径时，则电极丝的缓冲段难以进入之前的切槽，发生卡涩，易导致电极丝在缓冲段卡断，需频繁停机、更换电极丝，影响机床的正常运行。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述不足，提供一种往复走丝型电火花线切割机床电极丝的走丝装置及方法，它在电极丝发生卡涩时能动态、及时地调整电极丝的走丝加工段和缓冲段，防止电极丝因损耗而出现卡断现象，避免频繁更换电极丝，保证机床的正常运行，提高加工效率，并能提高电极丝的利用率。

为达到上述目的，本发明的往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置，包括机架、设于机架上的储丝筒、数个过渡导轮、设于上、下机头上的上导轮及下导轮、绕于储丝筒、过渡导轮及上导轮及和下导轮上的电极丝，储丝筒滑动的设于直线导轨上并与主轴相联，主轴的一端通过联轴器与伺服电机相连，另一端通过传动齿轮副与传动丝杆相连，传动丝杆与固设的螺母配合，其特征在于在传动丝杆的端部设有角度编码器；在上机头与储丝筒之间及下机头与储丝筒之间的机架上分别设有轴式张力传感器，每个轴式张力传感器上均通过轴承设有张力检测轮，所述电极丝也绕于两张力检测轮上并形成包角，伺服电机、角度编码器、轴式张力传感器均与可编程控制器相连。

用于上述装置的往复走丝型电火花线切割机床的走丝方法，其特征在于包括：A）将一张力预设值T输入可编程控制器，T略小于电极丝的抗拉强度； B）通过可编程控制器及角度编码器控制伺服电机驱动储丝筒做重复交替的往复加工走丝及缓冲走丝，同时由两轴式张力传感器实时检测电极丝的张力并反馈给可编程控制器；每次往复加工走丝：储丝筒按预设的角度正向或反向转动，实现预设长度电极丝的走丝加工，即确定走丝加工段长度，此期间高频脉冲电源进行放电；每次缓冲走丝：在前一往复加工走丝结束后，储丝筒继续沿相同方向转动，实现预设长度电极丝的缓冲走丝，此期间高频脉冲电源停止放电；C）如其中任一个轴式张力传感器检测电极丝的张力达到张力预设值T，则可编程控制器停止驱动储丝筒转动，再驱动储丝筒反方向转动一预设角度，即以反方向走丝一段距离，并将此作为下一次缓冲走丝的终点，并通过角度编码器按预设使得重新做重复交替的往复加工走丝及缓冲走丝的电极丝总长取自原走丝加工段的电极丝中；D）重复步骤B和C继续进行加工；

本发明在使用时，如电极丝的缓冲段难以进入之前工件上的切槽，则电极丝的一段被拉紧，另一段产生松弛，其中一个轴式张力传感器检测到的张力值会突然增大，以此作为反馈信号，可编程控制器停止驱动储丝筒转动、再反方向转动，并按预设动态、及时地调整电极丝新的走丝加工段和缓冲段，新的走丝加工段和缓冲段均来自于原走丝加工段，可避免电极丝断裂，防止电极丝因损耗而出现卡断现象，避免频繁更换电极丝，保证机床的正常运行，提高加工效率，并能提高电极丝的利用率；

作为本发明装置的进一步改进，可编程控制器与报警装置相连，报警装置可采用蜂鸣器或声光报警器；当其中任一个轴式张力传感器检测电极丝的张力达到张力预设值T时，可编程控制器通过报警装置输出预警信息；可提醒操作人员注意设备的调整状态，避免出现意外，提升整机的智能化水平；

作为本发明装置的进一步改进，张力检测轮均邻近各自的上导轮或下导轮；张力检测轮更靠近上导轮与下导轮之间的加工段电极丝，可尽量消除摩擦损耗对张力检测的影响，提高张力检测的准确性；

作为本发明方法的进一步改进，张力预设值T为电极丝抗拉强度的80-90%；既可避免电极丝的断裂，又可较为准确的判断卡涩工况；

综上所述，本发明在电极丝发生卡涩时能动态、及时地调整电极丝的走丝加工段和缓冲段，防止电极丝因损耗而出现卡断现象，避免频繁更换电极丝，保证机床的正常运行，提高加工效率，并能提高电极丝的利用率。

附图说明

图1为本发明往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置的结构简图。

图2为储丝筒驱动装置的主视图。

图3为绕于储丝筒上的电极丝工作状态分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1至图2所示，往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置，包括机架、设于机架上的储丝筒1、数个过渡导轮8、设于上机头上的上导轮3、设于下机头上的下导轮4、绕于储丝筒1、所有过渡导轮8及上导轮3及下导轮4上的电极丝2，在上机头与储丝筒1之间及下机头与储丝筒1之间的机架上分别设有轴式张力传感器15和16，每个轴式张力传感器15或16上均通过轴承设有张力检测轮17或18，张力检测轮17或18均邻近各自的上导轮3或下导轮4，所述电极丝2也绕于两张力检测轮17、18上并形成包角；储丝筒1滑动的设于直线导轨6上并与主轴7相联，主轴7的一端通过联轴器12与伺服电机11相连，另一端通过传动齿轮副13与传动丝杆10相连，传动丝杆10与固设的螺母9配合，在传动丝杆10的端部设有角度编码器5；伺服电机11、角度编码器5、轴式张力传感器15、16均与可编程控制器（未示出）相连，可编程控制器还与报警装置相连，报警装置可采用蜂鸣器或声光报警器。

用于上述装置的往复走丝型电火花线切割机床的走丝方法，包括：A）将一张力预设值T输入可编程控制器，张力预设值T为电极丝抗拉强度的80-90%； B）通过可编程控制器和角度编码器的设置（角度编码器作为检测旋转角度的传感器），使得可编程控制器及角度编码器5控制伺服电机11驱动储丝筒1做重复交替的往复加工走丝及缓冲走丝，同时由两轴式张力传感器15、16实时检测电极丝2的张力并反馈给可编程控制器；每次往复加工走丝：储丝筒1按预设的角度正向或反向转动，实现预设长度电极丝的走丝加工，即确定走丝加工段长度，如图3中L2对应的那段电极丝即为当下确定的走丝加工段长度，此期间高频脉冲电源进行放电；每次缓冲走丝：在前一往复加工走丝结束后，储丝筒1继续沿相同方向转动，实现预设长度电极丝的缓冲走丝，如图3中两端L1对应的那段电极丝即为当下确定的缓冲段长度，此期间高频脉冲电源停止放电；C）如其中任一个轴式张力传感器15或16检测电极丝2的张力达到张力预设值T，则表明此时发生卡涩，可编程控制器停止驱动储丝筒1转动，再驱动储丝筒1反方向转动一预设角度，即以反方向走丝一段距离，并将此作为下一次缓冲走丝的终点，并通过角度编码器5按预设值使得重新做重复交替的往复加工走丝及缓冲走丝的电极丝总长取自原走丝加工段（即L2段）的电极丝中；D）重复步骤B和C继续进行加工；

本发明在使用时，如电极丝2的缓冲段难以进入之前工件上的切槽，则工件14两侧的电极丝其中的一段被拉紧，另一段产生松弛，其中一个轴式张力传感器15或16检测到的张力值会突然增大，以此作为反馈信号，可编程控制器停止驱动储丝筒1转动、再反方向转动，并按预设动态、及时地调整电极丝新的走丝加工段和缓冲段，新的走丝加工段和缓冲段均来自于原走丝加工段，其直径必定小于工件上切槽的间隙，可避免电极丝断裂，防止电极丝因损耗而出现卡断现象，避免频繁更换电极丝，保证机床的正常运行，提高加工效率，由于只有出现卡涩才重新调整电极丝的走丝加工段和缓冲段，电极丝得到充分利用，能提高电极丝的利用率。

张力预设值T为电极丝抗拉强度的80-90%；既可避免电极丝的断裂，又可较为准确的判断是否出现卡涩工况。

Claims (6)

1.一种往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置，包括机架、设于机架上的储丝筒、数个过渡导轮、设于上、下机头上的上导轮及下导轮、绕于储丝筒、过渡导轮及上导轮及和下导轮上的电极丝，储丝筒滑动的设于直线导轨上并与主轴相联，主轴的一端通过联轴器与伺服电机相连，另一端通过传动齿轮副与传动丝杆相连，传动丝杆与固设的螺母配合，其特征在于在传动丝杆的端部设有角度编码器；在上机头与储丝筒之间及下机头与储丝筒之间的机架上分别设有轴式张力传感器，每个轴式张力传感器上均通过轴承设有张力检测轮，所述电极丝也绕于两张力检测轮上并形成包角，伺服电机、角度编码器、轴式张力传感器均与可编程控制器相连。

2.如权利要求1所述的往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置，其特征在于可编程控制器与报警装置相连，报警装置可采用蜂鸣器或声光报警器。

3.如权利要求1或所述的往复走丝型电火花线切割机床的走丝装置，其特征在于张力检测轮均邻近各自的上导轮或下导轮。

4.用于如权利要求1所述装置的往复走丝型电火花线切割机床的走丝方法，其特征在于包括：A）将一张力预设值T输入可编程控制器，T略小于电极丝的抗拉强度； B）通过可编程控制器及角度编码器控制伺服电机驱动储丝筒做重复交替的往复加工走丝及缓冲走丝，同时由两轴式张力传感器实时检测电极丝的张力并反馈给可编程控制器；每次往复加工走丝：储丝筒按预设的角度正向或反向转动，实现预设长度电极丝的走丝加工，即确定走丝加工段长度，此期间高频脉冲电源进行放电；每次缓冲走丝：在前一往复加工走丝结束后，储丝筒继续沿相同方向转动，实现预设长度电极丝的缓冲走丝，此期间高频脉冲电源停止放电；C）如其中任一个轴式张力传感器检测电极丝的张力达到张力预设值T，则可编程控制器停止驱动储丝筒转动，再驱动储丝筒反方向转动一预设角度，即以反方向走丝一段距离，并将此作为下一次缓冲走丝的终点，并通过角度编码器按预设使得重新做重复交替的往复加工走丝及缓冲走丝的电极丝总长取自原走丝加工段的电极丝中；D）重复步骤B和C继续进行加工。

5.如权利要求4所述的往复走丝型电火花线切割机床的走丝方法，其特征在于张力预设值T为电极丝抗拉强度的80-90%。

6.如权利要求4或5所述的往复走丝型电火花线切割机床的走丝方法，其特征在于当其中任一个轴式张力传感器检测电极丝的张力达到张力预设值T时，可编程控制器通过报警装置输出预警信息。