[實用新型]一種精確閉環(huán)控制電極絲張力的電火花線切割機運絲機構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420373809.4
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN204075432U
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設計）人: 李浩洲
• 申請（專利權(quán)）人: 李冬慶
• 主分類號: B23H7/10
• 分類號: B23H7/10
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡;徐丹

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種電火花線切割機，具體涉及雙向往復運絲型電火花線切割機使用的一種精確閉環(huán)控制電極絲張力的運絲機構(gòu)。

背景技術(shù)

電火花線切割機是利用電極絲與工件間在工作液中發(fā)生電火花脈沖放電產(chǎn)生的電蝕效應進行線切割加工。由于貯絲筒上單層纏繞電極絲的長度有限，需要貯絲筒作正、反方向頻繁往復交替換向，才能維持長時間的連續(xù)電火花線切割加工。要想獲得高效率、高精度和高質(zhì)量的線切割加工，就要求在放電加工區(qū)往復高速運動的電極絲，必須受控在一個穩(wěn)定張力的作用下被拉直，這樣柔軟有彈性的電極絲與工件之間才能有一個穩(wěn)定的電火花脈沖放電環(huán)境。所以電火花線切割機對電極絲張力控制性能的優(yōu)劣，直接決定了此類機床的切割效率和加工質(zhì)量。

為了實現(xiàn)對線電極張力的控制，現(xiàn)市場上已有好幾種帶電極絲張力控制功能的運絲機構(gòu)。其中，具代表性的較先進的運絲機構(gòu)，可參見公告號為CN201493578U的中國實用新型專利。該實用新型專利公開的運絲機構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖1所示：包括環(huán)形封閉電極絲1、貯絲筒2、分別位于線切割機上、下線架3、4端部的上導輪5和下導輪6，以及相對線切割機的立柱7沿水平方向滑動連接的第一換向臂9和第二換向臂10；第一換向臂9兩端支撐有上、下第一換向輪11、12，第二換向臂10兩端支撐有上、下第二換向輪13、14；所述環(huán)狀封閉電極絲1從貯絲筒2開始，先后經(jīng)上第二換向輪13、上第一換向輪11、上導輪5、下導輪6、下第一換向輪12、下第二換向輪14，最后再返回至貯絲筒2。所述第一換向臂9與固定在立柱7上的測力傳感器8接觸用于張力檢測，而第二換向臂10由電機15驅(qū)動用于張力控制。

發(fā)明人分別對環(huán)狀封閉電極絲1上由各只相鄰導輪或換向輪分隔成的各段電極絲，進行電極絲張力動態(tài)測試。測量的結(jié)果表明：在雙向交替運絲時，環(huán)狀封閉電極絲1中各段電極絲的動態(tài)張力的大小，是隨著貯絲筒2“收絲”和“放絲”次序的變化而呈現(xiàn)交替變化。即呈現(xiàn)距離貯絲筒2“收絲”越近電極絲段上的動態(tài)張力就越大；反之，距貯絲筒2“放絲”越近的電極絲段上的動態(tài)張力就越小。這現(xiàn)象如同雜技自行車，在正方向往前均速騎時，上半部鏈條永遠處于張緊狀態(tài)，而下半部鏈條永遠處于松弛狀態(tài)；在反方向往后均速騎時，上、下兩部分鏈條的張緊和松馳兩種狀態(tài)則反之?？傊?，在往復雙向運絲時，環(huán)狀封閉電極絲1的上、下部分張力的大小是交替改變的，并且越靠近貯絲筒2的“收絲”和“送絲”的區(qū)域，其最大張力與最小張力差別就越大。如果是對稱的運絲結(jié)構(gòu)，處于結(jié)構(gòu)對稱位置中心的放電加工區(qū)那段電極絲受貯絲筒2的交替換向影響為最小，那段電極絲的張力約為靠近貯絲筒2附近，處于“收絲”狀態(tài)較大張力值和處于“送絲”狀態(tài)較小張力二者的平均值。

對上述現(xiàn)有技術(shù)運絲構(gòu)進行力學分析：作用于第一換向臂上有水平方向的分力Fx和垂直于運絲平面的扭矩My。扭矩My的大小=環(huán)狀封閉電極絲1上、下兩部分張力兩倍之差值，乘上第一換向臂9安裝上第一換向輪11、下第一換向輪12軸間距的一半。該扭矩My由固定第一換向臂9的上導軌第一滑塊16和下導軌第一滑塊17所共同產(chǎn)生的反向扭矩所平衡。水平方向分力Fx=上、下環(huán)狀電極絲部分中之較小張力的四倍。該水平分量Fx經(jīng)第一換向臂施加到固定于立柱7的測力傳感器8上。由于貯絲筒2在交替換向運動時，上、下第一換向輪都分別處在靠貯絲筒2的“收絲”和“送絲”的區(qū)域，由此可見，該現(xiàn)有技術(shù)運絲機構(gòu)中的測力傳感器8所檢測到的環(huán)狀封閉電極絲1的張力與真正環(huán)狀電極絲張力之間有較大的誤差，進而使其伺服控制的環(huán)狀封閉電極絲1的張力同樣也存在較大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型目的是提供一種精確閉環(huán)控制電極絲張力的電火花線切割機運絲機構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的張力實時動態(tài)控制不精確的問題。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種精確閉環(huán)控制電極絲張力的電火花線切割機運絲機構(gòu)，包括環(huán)形封閉電極絲、貯絲筒、若干換向輪、測力傳感器、驅(qū)動裝置、位于線切割機上線架端部的上導輪以及位于線切割機下線架端部的下導輪；

所述運絲機構(gòu)還包括一上張緊輪和一下張緊輪，該上張緊輪和下張緊輪上下相距布置，且兩者間以一連接板連接；所述上張緊輪、下張緊輪和連接板組成一張緊件；該張緊件沿豎直方向相對線切割機的立柱滑動連接；

所述張緊件經(jīng)所述測力傳感器與驅(qū)動裝置傳動連接，所述測力傳感器的一端與張緊件固定連接，其另一端與驅(qū)動裝置傳動連接；并且，所述上張緊輪、下張緊輪、測力傳感器與驅(qū)動裝置作用力的方向處在在同一個軸線上；