CN208195862U - 一种快走丝电火花线切割机自动紧丝架 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其包括储丝筒、机架、设置在机架上的张力恒定控制机构、张力缓冲机构以及张力控制器；张力恒定控制机构包括通过电极丝连接的两组上下分布、呈镜像设置的自动紧丝机构；自动紧丝机构包括设置在同一平面内供电极丝穿过的电极丝张力检测机构和电极丝张力调整机构；电极丝张力调整机构包括左右设置的两个固定设置在机架上的张力调节支撑轮、张力调节轮和调节轮驱动机构，调节轮驱动机构为由驱动电机驱动的滚珠丝杠机构。上述快走丝电火花线切割自动紧丝架，结构简单，能实时监测电极丝的张力大小并及时进行张力调节，使电极丝在工作时保持张力的恒定，提高线切割机床对工件的加工质量。

Description

一种快走丝电火花线切割机自动紧丝架

技术领域

本实用新型涉及线切割机床领域，尤其涉及一种快走丝电火花线切割机自动紧丝架。

背景技术

电火花线切割是利用电极丝与工件之间的脉冲电火花放电时的电腐蚀作用来蚀刻金属，使其达到零件的尺寸、形状及表面质量等要求。随着电子技术、计算机技术和控制技术的高速发展，数控电火花快走丝机床的发展也取得了一定的进步。目前，电火花线切割机床根据工作原理可分为快走丝电火花线切割机床和慢速走丝机床。其中，与慢速走丝机床相比，快走丝电火花线切割机床在结构、切割精度和精度保守性等方面仍存在一定差距，快走丝电火花线切割机床随着电极丝的往复使用电极丝张紧力下降，如果电极丝张紧力下降得不到及时调整，将直接影响加工表面质量及形位公差，电极丝正反方向张力不均匀导致加工不稳定，工作区电极丝容易产生抖动造成断丝，影响工作效率。

因此，现有技术还有待进一步发展。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种进行高精度双向恒定张力检测和控制的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，以解决目前快走丝电火花线切割机因工作过程中因电极丝张紧力不均导致加工不稳定、工作区电极丝易断丝的问题。

本实用新型提供了以下技术方案：

一种快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其包括储丝筒、机架、设置在机架上的张力恒定控制机构、张力缓冲机构以及分别与张力恒定控制机构、张力缓冲机构进行控制连接的张力控制器；

张力恒定控制机构包括位于同一平面的通过电极丝连接的两组上下分布、呈镜像设置的自动紧丝机构；

每组自动紧丝机构包括设置在同一平面内供电极丝穿过的电极丝张力检测机构和电极丝张力调整机构；

所述电极丝张力调整机构包括左右设置的两个固定设置在机架上的张力调节支撑轮、位于张力调节支撑轮中间的张力调节轮和调节轮驱动机构，所述调节轮驱动机构包括滚珠丝杠、与滚珠丝杠滑动连接的丝杠滑块以及与滚珠丝杆连接的驱动电机，张力调节轮转动连接在丝杠滑块上，滚珠丝杠垂直于张力调节支撑轮的连线；

张力缓冲机构包括上下对立设置的两个弹性抵持机构，所述弹性抵持机构包括固定在机架上且远离电极丝设置的液压缸、与液压缸连接的连接横杆、均匀设置在连接横杆朝向电极丝一侧的伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩杆末端转动连接抵持轮，所述两个弹性抵持机构的伸缩机构上下交替抵持电极丝设置。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其中，所述电极丝张力检测机构为三滑轮式张力传感器，包括位于中间的张力检测轮和位于两侧的张力检测支撑轮，所述张力检测轮与张力控制器进行电连接。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其中，所述机架包括机架主体、与机架主体连接的水平横梁以及分别垂直连接于水平横梁的立架，所述滚珠丝杠两端通过固定轴承分别连接于水平横梁和立架。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其中，还包括平行于滚珠丝杠设置的直线导轨，所述直线导轨两端分别固定连接于水平横梁和立架，所述丝杠滑块向直线导轨方向延伸形成导向滑块，所述导向滑块滑动连接于直线导轨。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其中，同时外切于张力调节支撑轮和张力调节轮的直线平行于滚珠丝杠。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其中，连接横杆上的伸缩机构的数量不少于2个。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其中，所述伸缩机构包括固定于连接横杆的套筒、设置在套筒内的升降槽、与升降槽滑动连接的伸缩杆和将伸缩杆与升降槽顶面内壁进行连接的升降弹簧，所述抵持轮转动连接在伸缩杆的外端，所述套筒远离连接横杆的外侧壁设置供伸缩杆贯穿的连接孔。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其中，所述伸缩杆位于升降槽的一端径向向外延伸形成限位块，所述限位块的直径与升降槽的直径匹配，伸缩杆的杆身直径与连接孔的直径匹配。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，还包括与张力控制器进行电连接的定时器。

所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其中，所述驱动电机为步进电机，所述步进电机通过弹性联轴器连接滚珠丝杠。

本实用新型实施例提供的快走丝电火花线切割机自动紧丝架具有以下有益效果：

1、电极丝张力调整机构采用两个对折弯度进行张力控制，避免多个重复对折结构反复折丝所造成的电极丝寿命降低；

2、采用步进电机直接控制张力调节轮进行垂直于电极丝运动方向的直线移动，对电极丝张力的控制精度高，避免因倾斜移动形成的角度换算误差所造成的控制精度的降低；

3、采用滚珠丝杠及滚珠螺母进行往复运动调节电极丝张力，动作灵敏，控制行程长，调节范围广；

4、采用张力缓冲机构提前储存一段缓冲的电极丝，有效缓解开机工作时电极丝受到的瞬时强张力，延长电极丝使用寿命。

上述快走丝电火花线切割自动紧丝架，结构简单、实用性强，成本低，上丝过程容易操作，上丝迅速，降低操作者的技能要求，不需人工参与调节降低劳动强度，能在工作过程中实时监控工作区电极丝的张力大小并且及时进行电极丝的张力调节，使电极丝在工作时保持张力的恒定，有效避免电极丝在往复循环走丝过程中由于张力控制不均匀引起的电极丝抖动所造成的凹凸搓板纹现象，提高工件的加工质量。

附图说明

图1为本实用新型实施例中快走丝电火花线切割机自动紧丝架的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中快走丝电火花线切割机自动紧丝架的电极丝张力调整机构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中快走丝电火花线切割机自动紧丝架的张力缓冲机构的伸出状态的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中快走丝电火花线切割机自动紧丝架的张力缓冲机构的缩回状态的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种如图1所示的一种快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其包括储丝筒1、机架、设置在机架上的张力恒定控制机构、张力缓冲机构以及分别与张力恒定控制机构、张力缓冲机构进行控制连接的张力控制器2。其中，所述张力恒定控制机构包括位于同一平面的通过电极丝3连接的两组上下分布、呈镜像设置的自动紧丝机构，这两组自动紧丝机构分别控制正向走丝的张力调节和反向走丝的张力调节。每组自动紧丝机构包括设置在同一平面内供电极丝3穿过的电极丝张力检测机构4和电极丝张力调整机构5。

所述机架包括机架主体、与机架主体连接的水平横梁81以及分别垂直连接于水平横梁81的立架82，本实施例中，所述水平横梁81的数量为2条，所述立架82为L形支架。呈镜像设置的两组自动紧丝机构分别设置在两个水平横梁81上。

其中，所述电极丝张力检测机构4为三滑轮式张力传感器，其包括位于中间的张力检测轮41和位于两侧的张力检测支撑轮42，所述张力检测轮41与张力控制器2进行电连接。所述电极丝张力检测机构4设置在近工作区端。

如图2所示，所述电极丝张力调整机构5包括左右设置的两个固定设置在机架上的张力调节支撑轮51、位于张力调节支撑轮51中间的张力调节轮52和调节轮驱动机构，所述调节轮驱动机构包括滚珠丝杠531、与滚珠丝杠滑动连接的丝杠滑块532以及与滚珠丝杆连接的驱动电机533，所述张力控制器2与驱动电机533进行控制连接。所述张力调节轮52转动连接在丝杠滑块532上，滚珠丝杠531垂直于张力调节支撑轮531的连线。其中，所述驱动电机533为步进电机，所述步进电机533通过弹性联轴器534连接滚珠丝杠531。

所述滚珠丝杠531两端通过固定轴承535分别连接于水平横梁81和立架82。

上述设置中，驱动电机533工作时带动滚珠丝杆531进行正反向转动，丝杠滑块532内设置的滚珠螺母组将滚珠丝杠531的正反向旋转转化为丝杠滑块532的沿着滚珠丝杠滑动的直线往复移动，丝杠滑块532的直线往复移动调节张力调节轮52与张力调节支撑轮51之间的距离，进而达到调节电极丝3张力的作用。

在快走丝电火花线切割机自动紧丝架工作过程中，所述张力检测轮将检测到的电极丝3的张力信号通过数据线反馈给张力控制器2，张力控制器2对张力检测信号进行处理后，向控制正向或反向走丝张力的电极丝张力调整机构5的驱动电机533传输张力调节信号，达到对工作区电极丝进行双向恒定张力的调控。

上述自动紧丝架上的电极丝张力调整机构5采用两个对折弯度进行张力控制，避免多个重复对折结构反复折丝所造成的电极丝寿命降低，采用步进电机直接控制张力调节轮进行垂直于电极丝运动方向的直线移动，对电极丝张力的控制精度高，避免因倾斜移动形成的角度换算误差所造成的控制精度的降低；采用滚珠丝杠及滚珠螺母进行往复运动调节系统张力，动作灵敏，控制行程长，调节范围广；上述设置的自动紧丝架结构简单，实用性强，成本低，上丝迅速，能在工作过程中实时监控工作区电极丝的张力大小并且及时进行电极丝的张力调节，使电极丝在工作时保持张力的恒定，有效避免电极丝在往复循环走丝过程中由于张力控制不均匀引起的电极丝抖动所造成的凹凸搓板纹现象，提高工件的加工质量。

进一步地，同时外切于张力调节支撑轮51和张力调节轮52的直线平行于滚珠丝杠531。这样设置的张力调节轮52在直线移动过程中与电极丝3的接触面大，对电极丝的拉伸作用力与电极丝的运动方向相同，电极丝承受的拉伸作用力大、不易断裂，提高了电极丝的使用寿命。

为了进一步提高丝杠滑块532沿着滚珠丝杆移动的稳定性，快走丝电火花线切割机自动紧丝架还包括平行于滚珠丝杠531设置的直线导轨91，所述直线导轨91两端分别固定连接于水平横梁81和立架82，所述丝杠滑块532向直线导轨91方向延伸形成导向滑块92，所述导向滑块92滑动连接于直线导轨91，所述直线导轨91的数量至少为1条。本实施例中，所述直线导轨91的数量为2条，所述导向滑块92上设置供两条直线导轨91贯穿的滑槽，这样设置提高电极丝张力调整机构5的结构稳定性和导向滑块92移动的流畅度。

由于上述张力恒定控制机构是用于调节电火花线切割机运行过程中的电极丝的张力，但是电火花线切割机在开始工作时，绷直的电极丝瞬间受到来自储丝筒1旋转带来的拉力冲击被带动开始工作，多次切割机启动带来的这种拉力冲击会降低电极丝的使用寿命，导致电极丝快速断裂。为解决上述问题，所述自动紧丝架设置了张力缓冲机构。

如图3-4所示，所述张力缓冲机构包括上下对立设置的两个弹性抵持机构6和7，其中，所述弹性抵持机构6包括固定在机架上且远离电极丝3设置的液压缸61、与液压缸61连接的连接横杆62、均匀设置在连接横杆62朝向电极丝3一侧的伸缩机构63，所述伸缩机构63的伸缩杆631末端转动连接抵持轮635。所述液压缸61与张力控制器2进行控制连接。位于下方的弹性抵持机构7的结构与上方的弹性抵持机构6的结构相同，呈倒置设置，使抵持轮635朝向电极丝3设置。所述弹性抵持机构6和7的伸缩机构的抵持轮635分别上下交替位置错开抵持电极丝设置，使穿过张力缓冲机构的电极丝3长度增加，为电极丝受到外力拉伸时储存一段缓冲长度，缓冲电极丝3受到开机时瞬时拉力的冲击。

具体地，所述自动紧丝架开始工作前，弹性抵持机构6和7上的液压缸61先开始工作，两个液压缸61的驱动杆伸长，分别推动两个连接横杆62上的伸缩机构63向电极丝3靠近并分别从上下两侧挤压电极丝3，使电极丝3从直线状态变成波浪状的曲线状态，在张力缓冲机构中储存较长的电极丝3；自动紧丝架开始工作后，电极丝3受到来自储丝筒1的瞬时强大拉力时，张力缓冲机构中波浪状的电极丝3在拉力作用下反向挤压伸缩机构63中伸缩杆631，使伸缩杆631缩短，波浪状的电极丝3变成绷直状态，并向两侧伸展开，从而起到减小电极丝受到的巨大张力作用，避免电极丝3由于开机时受到的巨大瞬时拉力导致断丝或损耗，提高电极丝的使用寿命。

连接横杆上的伸缩机构63的数量不少于2个。本实施例中，连接横杆上的伸缩机构63的数量为3个。这样设置能储存较长的电极丝，缓冲作用大。

所述伸缩机构63包括固定于连接横杆62的套筒632、设置在套筒632内的升降槽633、与升降槽633滑动连接的伸缩杆631和将伸缩杆631与升降槽633顶面内壁进行连接的升降弹簧634，所述抵持轮635转动连接在伸缩杆631的外端，所述套筒632远离连接横杆62的外侧壁设置供伸缩杆631贯穿的连接孔。上述设置的伸缩机构63的机构简单、成本低，伸缩杆631的上下滑动轨迹稳定而流畅，避免因升降弹簧634在垂直伸缩过程中发生水平方向的弯曲而导致升缩杆631滑动轨迹的偏离，保证伸缩机构63的工作时位移的精准度。

为了避免长期使用过程中发生伸缩杆631从升降槽633中脱离的问题，所述伸缩杆631位于升降槽633的一端径向向外延伸形成限位块636，所述限位块636的直径与升降槽633的直径匹配，伸缩杆631的杆身直径与连接孔的直径匹配。这样设置将伸缩杆631一端限制在升降槽633中，提高了伸缩机构63的结构稳定性。

为了避免在工作过程中由于抵持轮635对电机丝3的长时间抵触导致电极丝的磨损问题，所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，还设置与张力控制器2进行电连接的定时器(附图中未画出)。对定时器预设一定时间，在自动紧丝架工作到预设时间后，张力控制器2控制液压缸61收缩，弹性抵持机构6和7分别向上或向下移动，使所有的抵持轮635与电极丝发生脱离。所述两个水平横梁81上各设置一个张力缓冲机构，便于对正反向启动转动的电极丝分别起到缓冲作用。

开始工作前，所述张力缓冲机构的液压缸61保持伸长状态并对电极丝进行挤压，储存一段波浪形的缓冲电极丝3，开始工作后，储丝筒1分别交替做正、反方向旋转，电极丝3依次通过位于上方水平横梁81的电极丝张力调整机构5的张力调节支撑轮51、张力调整轮52后，再经过张力缓冲机构的各个抵持轮635后，经过电极丝张力检测机构4的张力检测支撑轮42、张力检测轮41、张力检测支撑轮42至工作区，接着，电极丝3依次经过位于下方水平横梁81上镜像设置的自动紧丝机构的各个部分，最后返回储丝筒1，电极丝张力检测机构4通过张力检测轮41将张力检测信号通过数据线传输给张力控制器2，张力控制器2对张力检测信号进行处理后，向控制正向或反向走丝张力的电极丝张力调整机构5的驱动电机533传输张力调节信号，控制步进电机533正向或反向转动，驱动张力调节轮52沿着滚珠丝杠531进行直线滑动，进而调节电极丝的张力大小，从而达到对工作区域电极丝进行双向恒定张力检测和控制。

上述快走丝电火花线切割自动紧丝架，结构简单、实用性强，成本低，上丝过程容易操作，上丝迅速，降低操作者的技能要求，不需人工参与调节降低劳动强度，能在工作过程中实时监控工作区电极丝的张力大小并且及时进行电极丝的张力调节，使电极丝在工作时保持张力的恒定，有效避免电极丝在往复循环走丝过程中由于张力控制不均匀引起的电极丝抖动所造成的凹凸搓板纹现象，提高工件的加工质量。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及本实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，包括储丝筒、机架、设置在机架上的张力恒定控制机构、张力缓冲机构以及分别与张力恒定控制机构、张力缓冲机构进行控制连接的张力控制器；

张力恒定控制机构包括位于同一平面的通过电极丝连接的两组上下分布、呈镜像设置的自动紧丝机构；每组自动紧丝机构包括设置在同一平面内供电极丝穿过的电极丝张力检测机构和电极丝张力调整机构；

所述电极丝张力调整机构包括左右设置的两个固定设置在机架上的张力调节支撑轮、位于张力调节支撑轮中间的张力调节轮和调节轮驱动机构，所述调节轮驱动机构包括滚珠丝杠、与滚珠丝杠滑动连接的丝杠滑块以及与滚珠丝杆连接的驱动电机，张力调节轮转动连接在丝杠滑块上，滚珠丝杠垂直于张力调节支撑轮的连线；

张力缓冲机构包括上下对立设置的两个弹性抵持机构，所述弹性抵持机构包括固定在机架上且远离电极丝设置的液压缸、与液压缸连接的连接横杆、均匀设置在连接横杆朝向电极丝一侧的伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩杆末端转动连接抵持轮，所述两个弹性抵持机构的伸缩机构上下交替抵持电极丝设置。

2.根据权利要求1所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，所述电极丝张力检测机构为三滑轮式张力传感器，包括位于中间的张力检测轮和位于两侧的张力检测支撑轮，所述张力检测轮与张力控制器进行电连接。

3.根据权利要求2所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，所述机架包括机架主体、与机架主体连接的水平横梁以及分别垂直连接于水平横梁的立架，所述滚珠丝杠两端通过固定轴承分别连接于水平横梁和立架。

4.根据权利要求3所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，还包括平行于滚珠丝杠设置的直线导轨，所述直线导轨两端分别固定连接于水平横梁和立架，所述丝杠滑块向直线导轨方向延伸形成导向滑块，所述导向滑块滑动连接于直线导轨。

5.根据权利要求4所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，同时外切于张力调节支撑轮和张力调节轮的直线平行于滚珠丝杠。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，连接横杆上的伸缩机构的数量不少于2个。

7.根据权利要求6所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，所述伸缩机构包括固定于连接横杆的套筒、设置在套筒内的升降槽、与升降槽滑动连接的伸缩杆和将伸缩杆与升降槽顶面内壁进行连接的升降弹簧，所述抵持轮转动连接在伸缩杆的外端，所述套筒远离连接横杆的外侧壁设置供伸缩杆贯穿的连接孔。

8.根据权利要求7所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，所述伸缩杆位于升降槽的一端径向向外延伸形成限位块，所述限位块的直径与升降槽的直径匹配，伸缩杆的杆身直径与连接孔的直径匹配。

9.根据权利要求8所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，还包括与张力控制器进行电连接的定时器。

10.根据权利要求9所述的快走丝电火花线切割机自动紧丝架，其特征在于，所述驱动电机为步进电机，所述步进电机通过弹性联轴器连接滚珠丝杠。