CN115283767A - 一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，机床底板的顶端位于工作液槽内侧位置处安装有X轴滑台组件，机床底板的顶端位于X轴滑台组件的一侧位置处安装有Y轴滑台组件，X轴滑台组件的滑动端连接有夹具连接板，夹具连接板的一侧端面安装有夹具，机床底板的顶端设置有工作液槽，将配置完的工作液倒入工作液槽中，将工件装夹在夹具上，开启运丝系统和脉冲电源，控制工作台结构中的X轴滑台组件和Y轴滑台组件移动，将工件靠近电极丝进行对刀，进行电火花线切割加工，通过浸液式水平线切割加工方式可以保证工作液在线切割加工间隙中均匀分布，优化冷却洗涤条件，方便排出蚀除产物，避免工件表面发生烧伤和碳结现象。

Description

一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床

技术领域

本发明涉及电火花加工技术领域，具体为一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床。

背景技术

电火花加工是目前应用最广泛的特种加工方式，在此基础上发展出的高速往复电火花线切割技术，因其较高的实用性，广泛应用于导体或半导体材料的加工。基于电火花线切割加工技术的数控电火花线切割机床，可以利用系统设置加工参数，依据加工轨迹，自动地对工件进行加工；

但是现有的数控电火花线切割机床加工工件时，移动的电极丝将工作液带入加工间隙中，形成放电加工条件，但流动的工作液会影响放电加工时的加工间隙，造成加工误差，并且传统数控电火花线切割机床的体积大，电极丝上下线架距离大，工作台行程长，可以加工大厚度和大尺寸的工件，但对于小型零件的加工，使用传统数控电火花线切割机床增加了生产成本，为避免上述技术问题，确有必要提供一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明提供一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，可以有效解决上述背景技术中提出的现有的数控电火花线切割机床加工工件时，移动的电极丝将工作液带入加工间隙中，形成放电加工条件，但流动的工作液会影响放电加工时的加工间隙，造成加工误差，并且传统数控电火花线切割机床的体积大，电极丝上下线架距离大，工作台行程长，可以加工大厚度和大尺寸的工件，但对于小型零件的加工，使用传统数控电火花线切割机床增加了生产成本的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，包括机床床身、运丝系统、工作台结构和工作液槽，所述机床床身包括机床底板、调平垫脚、第一线臂和第二线臂；

所述机床底板为机床床身的基础，其他零部件安装在底板上，工作液槽于机床底板中间，第一线臂和第二线臂安装在工作液槽内部；

所述运丝系统包括第一丝筒、第一传动轴、第一皮带传动副、第一电机、第一导轮、第二导轮、张力传感器组件、电极丝、第二丝筒、第二传动轴、第二皮带传动副、第二电机和第三导轮；

所述第一电机通过第一皮带传动副带动第一传动轴，最终将运动传递至第一丝筒，安装在机床底板左侧，第二电机通过第二皮带传动副带动第二传动轴转动，最终将运动传递至第二丝筒，安装在机床底板右侧，第一线臂上安装第一导轮和第二导轮，第二线臂上安装第三导轮和张力传感器组件；电极丝从第一丝筒依次绕过第二导轮、第一导轮、第三导轮和张力传感器组件，最终回到第二丝筒；

所述工作台结构包括X轴滑台组件、Y轴滑台组件、夹具连接板、夹具和工件；

所述X轴滑台组件件和Y轴滑台组件组成工作台运动机构，安装在工作液槽后方，夹具连接板安装在X轴滑台组件中的滑台上，夹具安装在夹具连接板上，工件同夹具均设置在工作液槽上方。

优选的，所述机床床身包括机床底板、调平垫脚、第一线臂和第二线臂；

所述机床底板的底端安装有调平垫脚，所述机床底板的顶端中部位置处安装有第一线臂，所述机床底板的顶端位于第一线臂一侧位置处安装有第二线臂；

所述运丝系统包括第一丝筒、第一传动轴、第一皮带传动副、第一电机、第一导轮、第二导轮、张力传感器组件、电极丝、第二丝筒、第二传动轴、第二皮带传动副、第二电机和第三导轮；

所述机床底板顶端一侧安装有第一丝筒，所述第一丝筒的传动端连接有第一传动轴，所述第一传动轴的外侧套接有第一皮带传动副，所述机床底板的顶端一侧位置处安装有第一电机，所述第一线臂的一侧端面底部位置处安装有第一导轮，所述第一线臂的一侧端面顶部位置处安装有第二导轮，所述第二线臂的一侧端面顶部位置处安装有张力传感器组件，所述第一丝筒的外侧盘绕有电极丝，所述机床底板的顶端安装有第二丝筒，所述第二丝筒的传动端连接有第二传动轴，所述第二传动轴的外侧套接有第二皮带传动副，所述机床底板的顶端位于第二丝筒一侧位置处安装有第二电机，所述第二线臂的一侧端面底部位置处安装有第三导轮；

所述工作台结构包括X轴滑台组件、Y轴滑台组件、夹具连接板、夹具和工件；

所述机床底板的顶端位于工作液槽内侧位置处安装有X轴滑台组件，所述机床底板的顶端位于X轴滑台组件的一侧位置处安装有Y轴滑台组件，所述X轴滑台组件的滑动端连接有夹具连接板，所述夹具连接板的一侧端面安装有夹具，所述夹具的内侧夹持有工件，所述机床底板的顶端设置有工作液槽。

优选的，所述第一传动轴和第一电机的传动端通过第一皮带传动副相连接。

优选的，所述加工位置的电极丝平行机床底板，加工时夹具同工件一起浸没在工作液槽内侧的工作液中。

优选的，所述第一线臂和第二线臂均垂直床身相互平行安装，第一线臂和第二线臂上的第一导轮、第二导轮、第三导轮和张力传感器组件中的导轮同第一丝筒与第二丝筒位于同一平面。

优选的，所述第一电机、第二电机、X轴滑台组件中的驱动电机和Y轴滑台组件中的驱动电机均为步进电机，所述第一电机、第二电机、X轴滑台组件和Y轴滑台组件的输入端均与外部电源的输出端电性连接。

优选的，所述运丝系统和工作台结构均由嵌入式开发板控制。

优选的，所述运丝系统可以进行往复运丝动作，电极丝沿第一丝筒和第二丝筒的顺时针旋转和逆时针旋转进行运动。

优选的，所述张力传感器组件控制电极丝张力，利用比例微分积分控制器保持电极丝在运动过程中张力稳定。

优选的，所述运丝系统和工作台结的控制端均与内部嵌入式开发板控制相连接，所述张力传感器组件的控制端与外部比例微分积分控制器相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：

1、设置有X轴滑台组件、Y轴滑台组件、夹具连接板、夹具、工件和工作液槽，将配置完的工作液倒入工作液槽中，将工件装夹在夹具上，开启运丝系统和脉冲电源，控制工作台结构中的X轴滑台组件和Y轴滑台组件移动，将工件靠近电极丝进行对刀，进行电火花线切割加工，通过浸液式水平线切割加工方式可以保证工作液在线切割加工间隙中均匀分布，优化冷却洗涤条件，方便排出蚀除产物，避免工件表面发生烧伤和碳结现象。

2、设置有第一丝筒、第一传动轴、第一皮带传动副、第一电机、第一导轮、第二导轮、张力传感器组件、电极丝、第二丝筒、第二传动轴、第二皮带传动副、第二电机和第三导轮，运丝系统基于比例微分积分控制器与张力传感器组件共同控制电极丝在运行过程中保持张力恒定状态，将信号传输给运丝系统的比例微分积分控制器，若检测结果中的张力小于控制器中设定的标定值，控制器将减小第二丝筒的运丝速度，进而增加电极丝的张力，若检测结果中的张力大于控制器中设定的标定值，控制器将增大第二丝筒的运丝速度，进而降低电极丝的张力，通过在控制台桌面精准控制电极丝对工件进行加工，从而提高加工质量，使桌面机床在加工微小工件时有显著的成本优势值得推广。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明张力传感器组件的安装结构示意图；

图3是本发明夹具连接板的安装结构示意图；

图中标号：101、机床底板；102、调平垫脚；103、第一线臂；104、第二线臂；

201、第一丝筒；202、第一传动轴；203、第一皮带传动副；204、第一电机；205、第一导轮；206、第二导轮；207、张力传感器组件；208、电极丝；209、第二丝筒；210、第二传动轴；211、第二皮带传动副；212、第二电机；213、第三导轮；

301、X轴滑台组件；302、Y轴滑台组件；303、夹具连接板；304、夹具；305、工件；

401、工作液槽。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例：如图1-3所示，本发明提供一种技术方案，一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，包括机床床身、运丝系统、工作台结构和工作液槽401，机床床身包括机床底板101、调平垫脚102、第一线臂103和第二线臂104；

机床底板101为机床床身的基础，其他零部件安装在底板上，工作液槽401于机床底板101中间，第一线臂103和第二线臂104安装在工作液槽401内部；

运丝系统包括第一丝筒201、第一传动轴202、第一皮带传动副203、第一电机204、第一导轮205、第二导轮206、张力传感器组件207、电极丝208、第二丝筒209、第二传动轴210、第二皮带传动副211、第二电机212和第三导轮213；

第一电机204通过第一皮带传动副203带动第一传动轴202，最终将运动传递至第一丝筒201，安装在机床底板101左侧，第二电机212通过第二皮带传动副211带动第二传动轴210转动，最终将运动传递至第二丝筒209，安装在机床底板101右侧，第一线臂103上安装第一导轮205和第二导轮206，第二线臂104上安装第三导轮213和张力传感器组件207；电极丝208从第一丝筒201依次绕过第二导轮206、第一导轮205、第三导轮213和张力传感器组件207，最终回到第二丝筒209；

工作台结构包括X轴滑台组件301、Y轴滑台组件302、夹具连接板303、夹具304和工件305；

X轴滑台组件301件和Y轴滑台组件302组成工作台运动机构，安装在工作液槽401后方，夹具连接板303安装在X轴滑台组件301中的滑台上，夹具304安装在夹具连接板303上，工件305同夹具304均设置在工作液槽401上方。

机床床身包括机床底板101、调平垫脚102、第一线臂103和第二线臂104；

机床底板101的底端安装有调平垫脚102，机床底板101的顶端中部位置处安装有第一线臂103，机床底板101的顶端位于第一线臂103一侧位置处安装有第二线臂104；

运丝系统包括第一丝筒201、第一传动轴202、第一皮带传动副203、第一电机204、第一导轮205、第二导轮206、张力传感器组件207、电极丝208、第二丝筒209、第二传动轴210、第二皮带传动副211、第二电机212和第三导轮213，第一线臂103和第二线臂104均垂直床身相互平行安装，第一线臂103和第二线臂104上的第一导轮205、第二导轮206、第三导轮213和张力传感器组件207中的导轮同第一丝筒201与第二丝筒209位于同一平面，有利于增加装置的稳定性。

机床底板101顶端一侧安装有第一丝筒201，第一丝筒201的传动端连接有第一传动轴202，第一传动轴202和第一电机204的传动端通过第一皮带传动副203相连接，方便控制电极丝208，第一传动轴202的外侧套接有第一皮带传动副203，机床底板101的顶端一侧位置处安装有第一电机204，第一线臂103的一侧端面底部位置处安装有第一导轮205，第一线臂103的一侧端面顶部位置处安装有第二导轮206，第二线臂104的一侧端面顶部位置处安装有张力传感器组件207，第一丝筒201的外侧盘绕有电极丝208，运丝系统可以进行往复运丝动作，电极丝208沿第一丝筒201和第二丝筒209的顺时针旋转和逆时针旋转进行运动，可重复使用电极丝208，机床底板101的顶端安装有第二丝筒209，第二丝筒209的传动端连接有第二传动轴210，第二传动轴210的外侧套接有第二皮带传动副211，机床底板101的顶端位于第二丝筒209一侧位置处安装有第二电机212，第二线臂104的一侧端面底部位置处安装有第三导轮213；

工作台结构包括X轴滑台组件301、Y轴滑台组件302、夹具连接板303、夹具304和工件305；

机床底板101的顶端位于工作液槽401内侧位置处安装有X轴滑台组件301，机床底板101的顶端位于X轴滑台组件301的一侧位置处安装有Y轴滑台组件302，第一电机204、第二电机212、X轴滑台组件301中的驱动电机和Y轴滑台组件302中的驱动电机均为步进电机，有利于均匀移动工件305，X轴滑台组件301的滑动端连接有夹具连接板303，夹具连接板303的一侧端面安装有夹具304，夹具304的内侧夹持有工件305，机床底板101的顶端设置有工作液槽401；

加工位置的电极丝208平行机床底板101，加工时夹具304同工件305一起浸没在工作液槽401内侧的工作液中，第一电机204、第二电机212、X轴滑台组件301和Y轴滑台组件302的输入端均与外部电源的输出端电性连接，运丝系统和工作台结构均由嵌入式开发板控制，张力传感器组件207控制电极丝208张力，利用比例微分积分控制器保持电极丝208在运动过程中张力稳定，运丝系统和工作台结的控制端均与内部嵌入式开发板控制相连接，张力传感器组件207的控制端与外部比例微分积分控制器相连接。

本发明的工作原理及使用流程：使用前须对机床的线路进行检查，并采用电加工技术中的正极性加工方式，将脉冲电源与机床联接，然后将配置完的工作液倒入工作液槽401中，将工件305装夹在夹具304上，开启运丝系统和脉冲电源，控制工作台结构中的X轴滑台组件301和Y轴滑台组件302移动，将工件305靠近电极丝208进行对刀，开启工作台的自动进给系统，进行电火花线切割加工，加工完成后，依次关闭脉冲电源，运丝系统，工作台控制系统，取下工件305，整理机床，保持机床工作环境干净卫生，必要位置进行涂油防护；

接着，运丝系统基于比例微分积分控制器与张力传感器组件207件共同控制电极丝208在运行过程中保持张力恒定状态，当第一丝筒201与第二丝筒209顺时针转动时，二者以相同的速度进行运动，张力传感器组件207检测电极丝208的张力后，将信号传输给运丝系统的比例微分积分控制器，若检测结果中的张力小于控制器中设定的标定值，控制器将增大第二丝筒的209运丝速度，进而增加电极丝208的张力，若检测结果中的张力大于控制器中设定的标定值，控制器将减小第二丝筒的209运丝速度，进而降低电极丝208的张力；当第一丝筒201与第二丝筒209逆时针转动时，二者以相同的速度进行运动，张力传感器组件207检测电极丝208的张力后，将信号传输给运丝系统的比例微分积分控制器，若检测结果中的张力小于控制器中设定的标定值，控制器将减小第二丝筒的209运丝速度，进而增加电极丝208的张力，若检测结果中的张力大于控制器中设定的标定值，控制器将增大第二丝筒的209运丝速度，进而降低电极丝208的张力，通过浸液式水平线切割加工方式可以保证工作液在线切割加工间隙中均匀分布，优化冷却洗涤条件，方便排出蚀除产物，避免工件305表面发生烧伤和碳结现象，提高加工质量，桌面机床在加工微小工件305时有显著的成本优势值得推广。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，包括机床床身、运丝系统、工作台结构和工作液槽(401)，其特征在于：所述机床床身包括机床底板(101)、调平垫脚(102)、第一线臂(103)和第二线臂(104)；

所述机床底板(101)为机床床身的基础，其他零部件安装在底板上，工作液槽(401)于机床底板(101)中间，第一线臂(103)和第二线臂(104)安装在工作液槽(401)内部；

所述运丝系统包括第一丝筒(201)、第一传动轴(202)、第一皮带传动副(203)、第一电机(204)、第一导轮(205)、第二导轮(206)、张力传感器组件(207)、电极丝(208)、第二丝筒(209)、第二传动轴(210)、第二皮带传动副(211)、第二电机(212)和第三导轮(213)；

所述第一电机(204)通过第一皮带传动副(203)带动第一传动轴(202)，最终将运动传递至第一丝筒(201)，安装在机床底板(101)左侧，第二电机(212)通过第二皮带传动副(211)带动第二传动轴(210)转动，最终将运动传递至第二丝筒(209)，安装在机床底板(101)右侧，第一线臂(103)上安装第一导轮(205)和第二导轮(206)，第二线臂(104)上安装第三导轮(213)和张力传感器组件(207)；电极丝(208)从第一丝筒(201)依次绕过第二导轮(206)、第一导轮(205)、第三导轮(213)和张力传感器组件(207)，最终回到第二丝筒(209)；

所述工作台结构包括X轴滑台组件(301)、Y轴滑台组件(302)、夹具连接板(303)、夹具(304)和工件(305)；

所述X轴滑台组件(301)件和Y轴滑台组件(302)组成工作台运动机构，安装在工作液槽(401)后方，夹具连接板(303)安装在X轴滑台组件(301)中的滑台上，夹具(304)安装在夹具连接板(303)上，工件(305)同夹具(304)均设置在工作液槽(401)上方。

2.根据权利要求1所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述机床床身包括机床底板(101)、调平垫脚(102)、第一线臂(103)和第二线臂(104)；

所述机床底板(101)的底端安装有调平垫脚(102)，所述机床底板(101)的顶端中部位置处安装有第一线臂(103)，所述机床底板(101)的顶端位于第一线臂(103)一侧位置处安装有第二线臂(104)；

所述运丝系统包括第一丝筒(201)、第一传动轴(202)、第一皮带传动副(203)、第一电机(204)、第一导轮(205)、第二导轮(206)、张力传感器组件(207)、电极丝(208)、第二丝筒(209)、第二传动轴(210)、第二皮带传动副(211)、第二电机(212)和第三导轮(213)；

所述机床底板(101)顶端一侧安装有第一丝筒(201)，所述第一丝筒(201)的传动端连接有第一传动轴(202)，所述第一传动轴(202)的外侧套接有第一皮带传动副(203)，所述机床底板(101)的顶端一侧位置处安装有第一电机(204)，所述第一线臂(103)的一侧端面底部位置处安装有第一导轮(205)，所述第一线臂(103)的一侧端面顶部位置处安装有第二导轮(206)，所述第二线臂(104)的一侧端面顶部位置处安装有张力传感器组件(207)，所述第一丝筒(201)的外侧盘绕有电极丝(208)，所述机床底板(101)的顶端安装有第二丝筒(209)，所述第二丝筒(209)的传动端连接有第二传动轴(210)，所述第二传动轴(210)的外侧套接有第二皮带传动副(211)，所述机床底板(101)的顶端位于第二丝筒(209)一侧位置处安装有第二电机(212)，所述第二线臂(104)的一侧端面底部位置处安装有第三导轮(213)；

所述工作台结构包括X轴滑台组件(301)、Y轴滑台组件(302)、夹具连接板(303)、夹具(304)和工件(305)；

所述机床底板(101)的顶端位于工作液槽(401)内侧位置处安装有X轴滑台组件(301)，所述机床底板(101)的顶端位于X轴滑台组件(301)的一侧位置处安装有Y轴滑台组件(302)，所述X轴滑台组件(301)的滑动端连接有夹具连接板(303)，所述夹具连接板(303)的一侧端面安装有夹具(304)，所述夹具(304)的内侧夹持有工件(305)，所述机床底板(101)的顶端设置有工作液槽(401)。

3.根据权利要求2所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述第一传动轴(202)和第一电机(204)的传动端通过第一皮带传动副(203)相连接。

4.根据权利要求2所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述加工位置的电极丝(208)平行机床底板(101)，加工时夹具(304)同工件(305)一起浸没在工作液槽(401)内侧的工作液中。

5.根据权利要求1所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述第一线臂(103)和第二线臂(104)均垂直床身相互平行安装，第一线臂(103)和第二线臂(104)上的第一导轮(205)、第二导轮(206)、第三导轮(213)和张力传感器组件(207)中的导轮同第一丝筒(201)与第二丝筒(209)位于同一平面。

6.根据权利要求2所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述第一电机(204)、第二电机(212)、X轴滑台组件(301)中的驱动电机和Y轴滑台组件(302)中的驱动电机均为步进电机，所述第一电机(204)、第二电机(212)、X轴滑台组件(301)和Y轴滑台组件(302)的输入端均与外部电源的输出端电性连接。

7.根据权利要求2所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述运丝系统和工作台结构均由嵌入式开发板控制。

8.根据权利要求2所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述运丝系统可以进行往复运丝动作，电极丝(208)沿第一丝筒(201)和第二丝筒(209)的顺时针旋转和逆时针旋转进行运动。

9.根据权利要求2所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述张力传感器组件(207)控制电极丝(208)张力，利用比例微分积分控制器保持电极丝(208)在运动过程中张力稳定。

10.根据权利要求2所述的一种浸液式水平线切割放电加工桌面机床，其特征在于：所述运丝系统和工作台结的控制端均与内部嵌入式开发板控制相连接，所述张力传感器组件(207)的控制端与外部比例微分积分控制器相连接。

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