CN116213487B - 一种拉丝模具维护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种拉丝模具维护方法，属于切割线制造技术领域，解决了现有技术模具寿命难以判断的问题。本发明包括以下步骤：将金属丝放置于拉丝机床上，所述金属丝上附着石墨乳；设定石墨乳附着在正常厚度金属丝上单位区域的颜色深度上限为h，获取金属丝单位区域实际的颜色深度为H；判断比较H与h的大小，若H>h，则判定该单位区域为凸点边界，根据凸点边界得到金属丝轴向外表面上的凸点区域数量和位置信息，并进行保存记录；设定模具的预期寿命为X_max或N_max，X为金属丝通过模具的长度，N为金属丝通过模具的凸点区域数量，当达成X=X_max或N=N_max其中一个条件时，通过报警模块发出模具更换信号。

Description

一种拉丝模具维护方法

技术领域

本发明属于切割线制造技术领域，具体而言，涉及一种拉丝模具维护方法。

背景技术

目前，高强度金属丝作为切割线广泛应用于硬脆材料切割领域，如对硅棒、硅片的切割。高强度金属丝主要包括高碳钢丝、金属丝等，但现有金属丝在初次拉丝前，轴向表面存在凸起点，这些凸起点通过拉丝模具时，会产生较大的阻力，加剧模具的损伤。

由于各个金属丝上的凸起点数量大小有差异，使得模具的使用寿命也随工况而变化。现有的拉丝模具对于其使用寿命的判断是基于拉丝的总长度，此种判断方式较为模糊，判断过早更换，容易造成浪费，而判断过迟更换，容易造成金属丝断线，甚至引起拉丝机故障，得不偿失。

因此，本请要解决的技术问题是：如何更精确地判断模具的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种拉丝模具维护方法，本申请方案的技术效果是：提高拉丝模具的利用率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种拉丝模具维护方法，包括以下步骤：将金属丝放置于拉丝机床上，并使得金属丝外表面附着石墨乳；设定石墨乳附着在正常厚度金属丝上单位区域的颜色深度上限为h，获取金属丝单位区域实际的颜色深度为H；判断比较H与h的大小，若H>h，则判定该单位区域为凸点边界，根据凸点边界得到金属丝轴向外表面上的凸点区域数量和位置信息，并进行保存记录；设定模具的预期寿命为X_max或N_max，X为金属丝通过模具的长度，N为金属丝通过模具的凸点区域数量，根据模具已通过金属丝的长度X与已通过凸点区域的数量N，综合判断模具的使用状况，确定更换节点，当达成X=X_max和N=N_max其中一个条件时，通过报警模块发出模具更换信号。

需要注意的是，石墨乳在拉丝过程中一般仅起到润滑作用，而本发明的石墨乳还用于辅助判断金属丝上的凸点区域。具体的判断原理：由于金属丝上存在凸点区域，而凸点区域与金属丝的正常外圆区域之间存在凸点边界，石墨乳附着时，容易聚集在凸点边界上，因此加深了该区域的颜色深度，高颜色深度的凸点边界所围成的区域即判定为凸点区域。因此，通过获取金属丝轴向外表面上各单位区域的颜色深度，很容易就可以找到凸点区域所在位置，效率较高，可以同时满足拉丝的速度要求。由于凸点区域经过模具时，需要更大的拉拔力，对于模具的挤压破坏性也更强，模具经过多次凸点区域的挤压后，使用寿命就会相应降低，因此通过找到凸点区域并进行持续的数量统计，可以更加精确的知晓模具的使用情况，从而推算出更加准确的模具更换节点。可以理解的是，本发明对模具的使用寿命判定依据两个主要的影响因素，其一为拉丝的长度，其二为凸点区域通过数，两个影响因素随拉丝工况的不同会产生相应变化，因此更换节点是根据两个影响因素综合判断得出。

需要注意的是，所述获取金属丝单位区域实际的颜色深度H为多次获取，所述金属丝外侧设置吹风机构，当初次获取金属丝单位区域实际的颜色深度H值接近凸点边界的颜色深度上限值h时，启动吹风机构，吹动多余的石墨乳向拟确认的凸点边界方向集中，二次获取金属丝的颜色深度H，并与h值比较，实现二次确认，防止误判。

在上述的拉丝模具维护方法中，所述金属丝单位区域实际的颜色深度H通过CCD相机拍摄金属丝以检测获取。

可以理解的是，通过CCD相机移动拍摄金属丝，拍摄的图像上可呈现出不同颜色深度的线条，其中，CCD相机移动拍摄可通过将其设置于金属丝一侧的直线轨道的移动板上，随移动板同步来回直线移动实现。

在上述的拉丝模具维护方法中，所述CCD相机至少为2个，2个所述CCD相机配置为相隔金属线对立设置。

可以理解的是，通过将2个CCD相机配置为相隔金属线对立设置，使得两个拍摄面覆盖金属线的外表面。

在上述的拉丝模具维护方法中，还包括以下步骤：设定标准分布量的石墨乳附着金属丝的颜色深度下限为m，判断比较H与m的大小，若H<m，则判定为微量石墨乳附着区域/无石墨乳附着区域，并保存记录相应的位置信息。

可以理解的是，通过比较金属丝实际的颜色深度H与微量/无石墨乳附着时的金属丝颜色深度阈值，可以知晓金属丝上的该区域是否附着有微量石墨乳或无附着。

在上述的拉丝模具维护方法中，还包括以下步骤：向微量石墨乳附着区域/无石墨乳附着区域补充附着石墨乳。

可以理解的是，石墨乳补充方式可通过喷涂机构喷涂实现，实际喷涂机构的喷涂区域覆盖微量石墨乳附着区域/无石墨乳附着区域。

在上述的拉丝模具维护方法中，还包括以下步骤：将金属丝轴向划分为若干段长度为L的单元线段，并统计各段单元线段范围内的凸点区域数量，若单元线段范围内的凸点区域数量大于或等于设定数值时，降低该单元线段金属丝的拉丝速度。

可以理解的是，凸点区域通过模具时，容易产生较大的挤压力，若速度过快，则会对模具造成更大的损伤，单元线段的凸点区域数量越多，影响越大，因此，通过统计单元线段的凸点区域数量，适当降低拉丝速度，可以减小模具损伤，有效延长其使用寿命。

在上述的拉丝模具维护方法中，所述金属丝降速后的速度范围为12m/min～30m/min。示例性的，将金属丝的降速范围控制在优选的12m/min～30m/min，既不会过分的降低拉丝效率，亦可以降低模具的损伤程度。当然，在不考虑拉丝效率的情况下，也可以采用低于12m/min的拉丝速度。

在上述的拉丝模具维护方法中，还包括以下步骤：将金属丝轴心作为中心周向划分为若干段相同的虚拟段，并统计和比较各段虚拟段上的凸点区域数，将金属丝端部拉拽偏向靠近凸点区域数最少的虚拟段一侧。

需要注意的是，金属丝通过模具时，具有凸点区域的一侧产生的挤压力更大，因此，通过统计各个虚拟段的凸点区域数，挑选出凸点区域数最少的虚拟段，将金属丝端部拉拽偏向该虚拟段一侧，使其通过模具时，产生的挤压力相对更小，以此减小对模具的损伤，进而延长其使用寿命。

在上述的拉丝模具维护方法中，所述将金属丝端部拉拽偏向靠近凸点区域数最少的虚拟段一侧是通过改变收线机构的位置实现。

可以理解的是，收线机构用于收拉金属线，通过改变收线机构的位置，使其沿模具后侧转动，以此调节金属丝的收拉方向。当然，在某些情况下，还可以采用直接偏向钩拉金属丝的方式，同样可以实现上述目的。

在上述的拉丝模具维护方法中，还包括以下步骤：设定１个单位时间，每间隔１个单位时间处理模具内的碎屑，所述碎屑通过向模具的扩口通入气体的方式以实现清除。

需要注意的是，现有技术往往忽略拉丝过程中产生的碎屑，不进行清理，容易造成堆积堵塞，特别是当凸点区域通过时，进一步减小了模具内的空间，如此拉丝，更易加剧模具损伤。因此，通过定时向模具扩口处通入气体，以将碎屑清除，保证模具内畅通，减小拉丝损伤。

与现有技术相比，本发明的拉丝模具维护方法通过获取金属丝轴向外表面上各单位区域的颜色深度，很容易就可以找到凸点区域所在位置，效率较高，可以同时满足拉丝的速度要求；通过找到金属丝上的凸点区域并进行持续的数量统计，可以更加精确的知晓模具的使用情况，并结合拉丝长度，综合推断出模具的更换节点，以此提高模具的利用率；通过统计单元线段的凸点区域数量，适当降低拉丝速度，可以减小模具损伤，有效延长其使用寿命；通过统计各个虚拟段的凸点区域数，挑选出凸点区域数最少的虚拟段，将金属丝端部拉拽偏向该虚拟段一侧，使其通过模具时，产生的挤压力相对更小，以此减小对模具的损伤，进而延长其使用寿命；通过定时向模具扩口处通入气体，以将碎屑清除，保证模具内畅通，减小拉丝损伤。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明S300的流程示意图一；

图3是本发明S300的流程示意图二；

图4是本发明工作时的简易示意图一；

图5是本发明工作时的简易示意图二；

图6是本发明工作时的简易示意图三；

图中，100、金属丝；110、凸点边界；120、凸点区域；101、虚拟段；200、CCD相机；300、模具；400、吹风机构。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“深度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本发明的拉丝模具维护方法，请参照说明书附图的图1、图4和图6，具体包括以下步骤：

S100、将金属丝100放置于拉丝机床上，并使得金属丝100外表面附着石墨乳；

具体的，金属丝100两端分别通过放线机构和收线机构拉动输送，金属丝100在送往模具300进行拉丝前，经过石墨乳盒过液，使得金属丝100上附着石墨乳。

S200、设定石墨乳附着在正常厚度金属丝100上单位区域的颜色深度上限为h，获取金属丝100单位区域实际的颜色深度为H；

S300、判断比较H与h的大小，判断该单位区域是否为凸点边界110，并根据多个判断结果找到凸点区域120；

具体的，若H>h，则判定该单位区域为凸点边界110，根据多个凸点边界110得到金属丝100轴向外表面上的凸点区域120数量和位置信息，并进行保存记录；

S400、根据模具300已通过金属丝100的长度X与已通过凸点区域120的数量N，综合判断模具300的使用状况，确定更换节点。

具体的，设定模具300的预期寿命为X_max或N_max，X为金属丝100通过模具300的长度，N为金属丝100通过模具300的凸点区域120数量，当达成X=X_max或N=N_max其中一个条件时，通过报警模块发出模具300更换信号。

需要注意的是，石墨乳在拉丝过程中一般仅起到润滑作用，而本发明的石墨乳还用于辅助判断金属丝100上的凸点区域120。具体的判断原理：由于金属丝100上存在凸点区域120，而凸点区域120与金属丝100的正常外圆区域之间存在凸点边界110，石墨乳附着时，容易聚集在凸点边界110上，因此加深了该区域的颜色深度，高颜色深度的凸点边界110所围成的区域即判定为凸点区域120。因此，通过获取金属丝100轴向外表面上各单位区域的颜色深度，很容易就可以找到凸点区域120所在位置，效率较高，可以同时满足拉丝的速度要求。由于凸点区域120经过模具300时，需要更大的拉拔力，对于模具300的挤压破坏性也更强，模具300经过多次凸点区域120的挤压后，使用寿命就会相应降低，因此通过找到凸点区域120并进行持续的数量统计，可以更加精确的知晓模具300的使用情况，从而推算出更加准确的模具300更换节点。可以理解的是，本发明对模具300的使用寿命判定依据两个主要的影响因素，其一为拉丝的长度，其二为凸点区域120通过数，两个影响因素随拉丝工况的不同会产生相应变化，因此更换节点是根据两个影响因素综合判断得出。

需要注意的是，获取金属丝100单位区域实际的颜色深度H为多次获取，请参照说明书附图的图5，金属丝100外侧设置吹风机构400，吹风机构400(图中仅示出一个)配置有多个，当初次获取金属丝100单位区域实际的颜色深度H值接近凸点边界110的颜色深度上限值h时，旋转调节吹风机构400的位置，使其吹风口对准拟确认的凸起边界，启动吹风机构400，吹动多余的石墨乳向拟确认的凸点边界110方向集中，二次获取金属丝100的颜色深度H，并与h值比较，若二次获取的H>h，则判定为凸点边界110，进而找到凸点区域120，否则，判定为正常厚度区域，通过二次确认的方式，可以有效防止误判。

附着颜色深度H是通过CCD相机200拍摄金属丝100的方式以检测获取。可以理解的是，通过CCD相机200移动拍摄金属丝100，拍摄的图像上可呈现出不同颜色深度的线条，其中，CCD相机200移动拍摄可通过将其设置于金属丝100一侧的直线轨道的移动板上，随移动tu板同步来回直线移动实现。

CCD相机200至少为2个，2个所述CCD相机200配置为相隔金属线对立设置。可以理解的是，通过将2个CCD相机200配置为相隔金属线对立设置，使得两个拍摄面覆盖金属线的外表面。

本发明还包括以下步骤：设定标准分布量的石墨乳附着金属丝100的颜色深度下限为m，判断比较H与m的大小，若H<m，则判定为微量石墨乳附着区域/无石墨乳附着区域，并保存记录相应的位置信息。

可以理解的是，通过比较金属丝100实际的颜色深度H与微量/无石墨乳附着时的金属丝100颜色深度阈值，可以知晓金属丝100上的该区域是否附着有微量石墨乳或无附着。

本发明还包括以下步骤：向微量石墨乳附着区域/无石墨乳附着区域补充附着石墨乳。可以理解的是，石墨乳补充方式可通过喷涂机构喷涂实现，实际喷涂机构的喷涂区域覆盖微量石墨乳附着区域/无石墨乳附着区域。

请参照说明书附图的图2，本发明的步骤S300具体包括以下步骤：

S310、将金属丝100轴向划分为若干段长度为L的单元线段，并统计各段单元线段范围内的凸点区域120数量；

S320、设定凸点区域120数量阈值，判断各段单元线段的凸点区域120数量是否到达或超过设定阈值；

S330、根据判断结果，降低到达或超过设定阈值的单元线段的拉丝速度。

可以理解的是，凸点区域120通过模具300时，容易产生较大的挤压力，若速度过快，则会对模具300造成更大的损伤，单元线段的凸点区域120数量越多，影响越大，因此，通过统计单元线段的凸点区域120数量，适当降低拉丝速度，可以减小模具300损伤，有效延长其使用寿命。

金属丝100降速后的速度范围为12m/min～30m/min。示例性的，将金属丝100的降速范围控制在优选的12m/min～30m/min，既不会过分的降低拉丝效率，亦可以降低模具300的损伤程度。当然，在不考虑拉丝效率的情况下，也可以采用低于12m/min的拉丝速度。

请参照说明书附图的图3和图6，本发明的步骤S300具体还包括以下步骤：

S340、将金属丝100轴向分成若干个虚拟段101，并分别统计各个虚拟段101上的凸点区域120数。

S350、判断比较各个虚拟段101的凸点区域120数，找到凸点区域120数最少的虚拟段101。

S360、根据判断结果，设定金属丝100拉拔偏向。

需要注意的是，金属丝100通过模具300时，具有凸点区域120的一侧产生的挤压力更大，因此，通过统计各个虚拟段101的凸点区域120数，挑选出凸点区域120数最少的虚拟段101，将金属丝100端部拉拽偏向该虚拟段101一侧，使其通过模具300时，产生的挤压力相对更小，以此减小对模具300的损伤，进而延长其使用寿命。

将金属丝100端部拉拽偏向靠近凸点区域120数最少的虚拟段101一侧是通过改变收线机构的位置实现。

可以理解的是，收线机构用于收拉金属线，通过改变收线机构的位置，使其沿模具300后侧转动，以此调节金属丝100的收拉方向。当然，在某些情况下，还可以采用直接偏向钩拉金属丝100的方式，同样可以实现上述目的。

本发明还包括以下步骤：设定１个单位时间，每间隔１个单位时间处理模具300内的碎屑，所述碎屑通过向模具300的扩口通入气体的方式以实现清除。

需要注意的是，现有技术往往忽略拉丝过程中产生的碎屑，不进行清理，容易造成堆积堵塞，特别是当凸点区域120通过时，进一步减小了模具300内的空间，如此拉丝，更易加剧模具300损伤。因此，通过定时向模具300扩口处通入气体，以将碎屑清除，保证模具300内畅通，减小拉丝损伤。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种拉丝模具维护方法，其特征在于，包括以下步骤：

将金属丝(100)放置于拉丝机床上，并使得金属丝(100)外表面附着石墨乳；

设定石墨乳附着在正常厚度金属丝(100)上单位区域的颜色深度上限为h，获取金属丝(100)单位区域实际的颜色深度为H；

判断比较H与h的大小，若H>h，则判定该单位区域为凸点边界(110)，根据凸点边界(110)得到金属丝(100)轴向外表面上的凸点区域(120)数量和位置信息，并进行保存记录；

设定模具(300)的预期寿命为X_max或N_max，X为金属丝(100)通过模具(300)的长度，N为金属丝(100)通过模具(300)的凸点区域(120)数量，根据模具(300)已通过金属丝(100)的长度X与已通过凸点区域(120)的数量N，综合判断模具(300)的使用状况，确定更换节点，当达成X=X_max和N=N_max其中一个条件时，通过报警模块发出模具(300)更换信号。

2.根据权利要求1所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，所述金属丝(100)单位区域实际的颜色深度H通过CCD相机(200)拍摄金属丝(100)以检测获取。

3.根据权利要求2所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，所述CCD相机(200)至少为2个，2个所述CCD相机(200)相隔金属线对立设置。

4.根据权利要求1所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，还包括以下步骤：设定标准分布量的石墨乳附着金属丝(100)的颜色深度下限为m，判断比较H与m的大小，若H<m，则判定为微量石墨乳附着区域/无石墨乳附着区域，并保存记录相应的位置信息。

5.根据权利要求4所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，还包括以下步骤：向微量石墨乳附着区域/无石墨乳附着区域补充附着石墨乳。

6.根据权利要求1所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，还包括以下步骤：将金属丝(100)轴向划分为若干段长度为L的单元线段，并统计各段单元线段范围内的凸点区域(120)数量，若单元线段范围内的凸点区域(120)数量大于或等于设定数值时，降低该单元线段金属丝(100)的拉丝速度。

7.根据权利要求6所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，所述金属丝(100)降速后的速度范围为12m/min～30m/min。

8.根据权利要求1所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，还包括以下步骤：将金属丝(100)轴心作为中心周向划分为若干段相同的虚拟段(101)，并统计和比较各段虚拟段(101)上的凸点区域(120)数，将金属丝(100)端部拉拽偏向靠近凸点区域(120)数最少的虚拟段(101)一侧。

9.根据权利要求8所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，所述将金属丝(100)端部拉拽偏向靠近凸点区域(120)数最少的虚拟段(101)一侧是通过改变收线机构的位置实现。

10.根据权利要求1所述的拉丝模具维护方法，其特征在于，还包括以下步骤：设定1个单位时间，每间隔1个单位时间处理模具(300)内的碎屑，所述碎屑通过向模具(300)的扩口通入气体的方式以实现清除。