[發明專利]一種測量和穩定電極絲張力的方法

在審

• 申請號: 201611219931.6
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106624223A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 楊杰;許昊;李勇飛;趙連剛;胡琦
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B23H7/02
• 分類號: B23H7/02;B23H11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電火花線切割領域，尤其涉及一種測量和穩定電極絲張力的方法。

背景技術

高速走絲線切割加工時，電極絲易受絲振的影響，降低加工精度和切割速度。具體來說，電極絲張力波動產生的原因有：貯絲筒上的電極絲正反運動時張力不同；工作一段時間后電極絲又會伸長，致使張力下降，張力下降易導致絲振加劇，極易斷絲。而且，單邊松絲、張緊力的大小控制一直影響線切割機床的正常工作，電極絲的張力一般是通過人工緊絲，受操作者經驗限制致使電極絲松緊不均，影響線切割的效率和精度，同時單一地將電極絲拉緊，更無法修正和穩定張力。

另外，現有的電極絲張力的測量通常直接通過張力傳感器測出，雖然比較直觀，但張力傳感器的成本比壓力傳感器的成本高出許多，在實際使用中，經濟壓力較大，不適于廣泛使用。

發明內容

有鑒于此，本發明的實施例提供了一種測量成本低，張力穩定，能對張力進行修正，保證切割效率和精度的測量和穩定電極絲張力的方法。

本發明的實施例提供一種測量和穩定電極絲張力的方法，包括以下步驟：

(1)確定電極絲張力的穩定范圍；

(2)將一滾輪壓在待切割的電極絲上，滾輪對電極絲有壓力，且壓力與電極絲上的張力相對應，所述滾輪連接擺錘，所述擺錘上設有壓力傳感器，所述壓力傳感器能實時測量滾輪壓在電極絲上產生的壓力；

(3)將步驟(2)壓力傳感器測量的滾輪壓在電極絲上產生的壓力轉化為電極絲所受的張力，并與步驟(1)確定的電極絲張力的穩定范圍相比較；

在穩定范圍內，繼續切割；在穩定范圍外，壓力傳感器將信號傳輸給單片機，所述單片機與壓力傳感器連接，單片機產生指令，并將指令傳輸給步進電機，所述步進電機連接單片機和擺錘，步進電機接收指令，并驅動擺錘偏轉，所述擺錘帶動滾輪偏轉調整電極絲的張力至步驟(1)確定的電極絲張力穩定范圍內。

進一步，所述步驟(1)中，電極絲張力的穩定范圍為12-15N。

進一步，所述步驟(2)中，壓力傳感器的量程與電極絲張力的穩定范圍相對應。

進一步，所述壓力傳感器的量程計算方法如下：

對電極絲和滾輪進行受力分析；

計算滾輪對電極絲的壓力，計算公式如下：

N＝2Fsin(90°-θ/2)

式中：N為滾輪對電極絲的壓力，F為電極絲的穩定張力，θ為滾輪兩側電極絲之間的夾角；

計算壓力傳感器的受力，計算公式如下：

F_c＝(N-G)/cosα

式中：F_c為壓力傳感器的受力，G為滾輪的重力，α為滾輪偏轉的角度。

進一步，所述壓力傳感器的量程為10N。

進一步，所述步驟(3)中，壓力傳感器測量的滾輪壓在電極絲上產生的壓力轉化為電極絲所受的張力的計算公式如下：

F₁＝(F_c1cosα+G)/2sin(90°-θ/2)

式中：F₁為電極絲的實際張力，F_c1為壓力傳感器測量的滾輪壓在電極絲上產生的壓力。

進一步，所述電極絲為Φ0.15-0.25mm的鉬絲。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：通過對力的分析將電極絲所受的張力轉化為求壓力，大大降低成本，通過機電一體控制，避免產生偏差，能更精準實時的對電極絲所受的張力進行調整，達到閉環控制的效果，保持電極絲所受張力的穩定，避免電極絲的抖動，減少斷絲的幾率，延長電極絲的使用壽命，保證切割效率和精度。

附圖說明

圖1是本發明一實施例的流程圖。

圖2是本發明一實施例所用裝置的結構示意圖。

圖3是本發明一實施例的一受力分析圖。

圖4是本發明一實施例的另一受力分析圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地描述。

請參考圖1和圖2，本發明的實施例提供了一種測量和穩定電極絲張力的方法，包括以下步驟：

(1)確定電極絲1張力的穩定范圍，在一實施例中，電極絲1為Φ0.15-0.25mm的鉬絲，電極絲1張力的穩定范圍為12-15N；