專利名稱：電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電火花線切割機(jī)床領(lǐng)域，涉及電火花線切割機(jī)床的電極絲(或稱線電極)恒張力運(yùn)絲方法及其相應(yīng)的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的快速走絲電火花線切割機(jī)床均為單筒電火花線切割機(jī)床，該類機(jī)床的電極絲路徑呈封閉狀，為了克服加工過程中拉伸增長(zhǎng)的電極絲(以下簡(jiǎn)稱伸長(zhǎng)電極絲)對(duì)電極絲張力穩(wěn)定性的影響，通常是加一個(gè)可以改變電極絲路徑長(zhǎng)度的裝置，來暫時(shí)性地降低伸長(zhǎng)電極絲對(duì)電極絲張力穩(wěn)定性的影響，其不足之處在于可變的路徑長(zhǎng)度有限，當(dāng)伸長(zhǎng)電極絲累積到一定程度時(shí)，該裝置失效。
為了對(duì)單筒電火花線切割機(jī)床的運(yùn)絲方法和裝置進(jìn)行改進(jìn)，產(chǎn)生了將電極絲在兩絲筒之間進(jìn)行雙向往復(fù)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)、電極絲呈開放狀的雙筒電火花線切割機(jī)床，如中國專利文獻(xiàn)CN1037900C公開的自旋式電火花線切割機(jī)床，其通過主軸與繞筒差動(dòng)轉(zhuǎn)速以及順序排絲機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)走絲機(jī)構(gòu)中的電極絲在作直線運(yùn)動(dòng)的同時(shí)自身作高速旋轉(zhuǎn)，其解決伸長(zhǎng)電極絲及電極絲張力問題如專利文獻(xiàn)CN2353477Y中所公開的自旋式恒張力裝置所述，是通過該裝置中的慣性柱在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的摩擦力來定性處理，同樣無法保證作用于電極絲上的張力恒定，因此影響了電極絲工作的穩(wěn)定性，而且其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲方法及其完成上述運(yùn)絲方法的運(yùn)絲裝置，解決電極絲在運(yùn)絲過程中產(chǎn)生的張力不恒定而產(chǎn)生的工作不穩(wěn)定性問題，從而達(dá)到提高產(chǎn)品的加工精度、加工效率及加工件表面質(zhì)量的目的。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為通過對(duì)前述的雙筒電火花線切割機(jī)床的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電火花線切割機(jī)床的電極絲上的張力恒定時(shí)，其工作狀態(tài)為最佳。
為此，本發(fā)明得到了一種電火花線切割機(jī)床的恒張力運(yùn)絲方法，包括電極絲在兩絲筒之間進(jìn)行雙向往復(fù)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)，電極絲在往復(fù)運(yùn)絲過程中，其上的張力恒定。
為實(shí)現(xiàn)電極絲上的張力恒定，在運(yùn)絲過程中，往復(fù)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)的電極絲在受到一絲筒所提供的驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)，又受到另一絲筒反方向阻尼力，且驅(qū)動(dòng)力與阻尼力的差值相等。這樣電極絲在整個(gè)工作過程中能保持張力恒定。
上述絲筒受到的驅(qū)動(dòng)力由電機(jī)通過離合器、傳動(dòng)裝置供給，通過離合器的離和合，使絲筒沒有或受到電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，相應(yīng)地另一絲筒受到的阻尼力由阻尼器、傳動(dòng)裝置產(chǎn)生，并由控制器控制，使絲筒沒有或受到阻尼器的阻尼力。
上述控制器還可控制阻尼器的阻尼力的大小，這樣施加于絲筒上的阻尼力更容易控制、調(diào)整和量化，也就更容易實(shí)現(xiàn)電極絲上的張力恒定。
為實(shí)現(xiàn)上述運(yùn)絲方法，相應(yīng)的開發(fā)出電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲裝置，其包括電極絲、支架、主電機(jī)、上、下絲筒、與兩絲筒對(duì)應(yīng)的離合器和阻尼器、用于連接主電機(jī)與離合器、主電機(jī)與阻尼器、阻尼器與絲筒的若干傳動(dòng)裝置及用于控制離合器和阻尼器的控制裝置，所述的主電機(jī)、絲筒、阻尼器、離合器部件安裝在支架上，電極絲分部繞在上、下絲筒上，控制裝置控制主電機(jī)交替地與兩離合器其中之一處于合狀態(tài)，而相應(yīng)地通過相應(yīng)的傳動(dòng)裝置控制阻尼器交替作用。
上述裝置通過控制裝置對(duì)離合器和阻尼器的控制，實(shí)現(xiàn)兩絲筒交替地受到驅(qū)動(dòng)力或阻尼力的作用。兩絲筒通過與其連接的離合器從主電機(jī)處得到驅(qū)動(dòng)力(矩)，同時(shí)又可通過傳動(dòng)裝置從對(duì)應(yīng)的阻尼器處得到阻尼力(矩)，即若一絲筒受到的是驅(qū)動(dòng)力(矩)，則另一絲筒受到的是反方向阻尼力(矩)，反之亦然。
電極絲工作時(shí)，通過控制裝置控制，連接在上、下絲筒間的電極絲一端經(jīng)絲筒通過相應(yīng)的傳動(dòng)裝置經(jīng)離合器與主電機(jī)相連接并獲得所需的驅(qū)動(dòng)力，另一端又經(jīng)另一絲筒通過相應(yīng)的傳動(dòng)裝置從對(duì)應(yīng)的阻尼器獲得所需的阻尼力，由于驅(qū)動(dòng)力和阻尼力均是該裝置主動(dòng)產(chǎn)生的力，尤其對(duì)阻尼力，還可通過控制裝置根據(jù)加工需要來進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整，因此該裝置在解決伸長(zhǎng)電極絲問題的同時(shí)，又能確保電極絲始終處于張力恒定的工作狀態(tài)，且該恒定的張力可進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。
上述連接在傳動(dòng)裝置上的阻尼器包括定子和動(dòng)子兩部分，阻尼器的定子端和動(dòng)子端分別從驅(qū)動(dòng)電機(jī)和對(duì)應(yīng)的絲筒上各獲得一轉(zhuǎn)速，兩轉(zhuǎn)速之間有一低轉(zhuǎn)速差(即差動(dòng)法)，延長(zhǎng)了阻尼器的使用壽命。阻尼器的動(dòng)子端和定子端通過差動(dòng)，分別輸出一阻尼力(矩)和與之對(duì)應(yīng)的反作用力(矩)，阻尼力(矩)通過相應(yīng)的傳動(dòng)裝置作用到對(duì)應(yīng)的絲筒上，兩反作用力(矩)交替地作用到該裝置的主電機(jī)上，且始終都與主電機(jī)的輸出力(矩)同向。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于電火花線切割機(jī)床的電極絲在往復(fù)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在受到絲筒所提供的進(jìn)給方向的作用力的同時(shí)，又受到另一絲筒反方向的阻尼力，且電極絲上受到的張力恒定，因此能及時(shí)將伸長(zhǎng)的電極絲張緊，確保電極絲一直處于合適的工作狀態(tài)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例上絲筒收絲等效裝置示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例下絲筒收絲等效裝置示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例阻尼器差動(dòng)法示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例另一阻尼器差動(dòng)法示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
如圖1所示，電機(jī)1、上絲筒2、下絲筒3、離合器4、離合器5、阻尼器6、阻尼器7等安裝在支架9上。傳動(dòng)輪11、12安裝在電機(jī)1的軸上，傳動(dòng)輪11分別通過傳動(dòng)裝置111與阻尼器6的定子端61相連，通過傳動(dòng)裝置112與阻尼器7的定子端71相連，傳動(dòng)輪12分別通過傳動(dòng)裝置121與離合器4相連，通過傳動(dòng)裝置122與離合器5相連。離合器4與上絲筒2及傳動(dòng)輪21相連，傳動(dòng)輪21與阻尼器6的動(dòng)子端62相連，離合器5與下絲筒3及傳動(dòng)輪31相連，傳動(dòng)輪31與阻尼器7的動(dòng)子端71相連，電極絲8分部繞在絲筒2和絲筒3上，離合器4、離合器5、阻尼器6、阻尼器7工作狀態(tài)由控制器控制(圖中未示出)。
電極絲8工作時(shí)，電極絲8從與其連接的上絲筒2、下絲筒3通過傳動(dòng)裝置12、121(或122)及對(duì)應(yīng)的離合器4、離合器5由控制器控制交替地與電機(jī)1相連接并獲得所需的動(dòng)力，同時(shí)分別通過傳動(dòng)裝置21、22、傳動(dòng)裝置31、32相應(yīng)地從對(duì)應(yīng)的阻尼器6、阻尼器7獲得所需的阻尼(或稱阻力)。在上絲筒2作為收絲筒，下絲筒3作為放絲筒時(shí)，電極絲8表現(xiàn)為向上運(yùn)動(dòng)，其一端受到上絲筒2施予的向上的動(dòng)力F1，另一端受到下絲筒3施予的向下的阻力F2，這一對(duì)方向相反的力產(chǎn)生了電極絲8向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的張力Fa，見圖2。同理在下絲筒3作為收絲筒，上絲筒2作為放絲筒時(shí)，電極絲8表現(xiàn)為向下運(yùn)動(dòng)，其一端受到下絲筒3施予的向下的動(dòng)力F4，另一端受到上絲筒2施予的向上的阻力F3，這一對(duì)方向相反的力產(chǎn)生了電極絲8向下運(yùn)動(dòng)時(shí)的張力Fb，見圖3。在F1、F2、F3和F4之間，F(xiàn)1和F3大小相等，功率因素相同，同樣F2和F4功率因素也相同，所以只要保證F2和F4大小相等，就能保證Fa和Fb大小相等，即實(shí)現(xiàn)電極絲8的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的張力恒定。
上述阻尼器6、阻尼器7均為差動(dòng)法，即阻尼器6的定子端61通過傳動(dòng)裝置11、111從電機(jī)1處獲得一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)N1，動(dòng)子端62通過傳動(dòng)裝置21、22從上絲筒2處獲得一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)N2，由于N1和N2的速差很小，延長(zhǎng)了阻尼器6的使用壽命。同理阻尼器7的定子端71通過傳動(dòng)裝置11、112從電機(jī)1處獲得一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)N3，動(dòng)子端72通過傳動(dòng)裝置31、32從下絲筒3處獲得一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)N4，由于N3和N4的速差也很小，同樣延長(zhǎng)了阻尼器7的使用壽命。
本發(fā)明使用阻尼器6、阻尼器7，其定子端與主電機(jī)1相連，能回收能量，減少電能消耗。如圖4所示，當(dāng)電極絲8向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)1處輸出一轉(zhuǎn)矩M0經(jīng)上絲筒2及電極絲8傳遞到下絲筒3上表現(xiàn)為動(dòng)力矩M1，動(dòng)力矩M1使下絲筒3進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了阻止下絲筒3的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，阻尼器7產(chǎn)生一阻尼矩M3，從動(dòng)子端72輸出，經(jīng)傳動(dòng)裝置31、32作用到下絲筒3上。為了平衡阻尼矩M3阻尼器7自身又產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩M4。轉(zhuǎn)矩M4從定子端71輸出，并經(jīng)傳動(dòng)裝置11、112傳遞到電機(jī)1上，由于轉(zhuǎn)矩M4與轉(zhuǎn)矩M0方向相同，實(shí)現(xiàn)了能量回收再利用，從而減輕了電機(jī)1的負(fù)載。
同理，如圖5所示，當(dāng)電極絲8向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)1處輸出一轉(zhuǎn)矩M10經(jīng)下絲筒3及電極絲8傳遞到上絲筒2上表現(xiàn)為動(dòng)力矩M2，動(dòng)力矩M2使上絲筒2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了阻止上絲筒2的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，阻尼器6產(chǎn)生一阻尼矩M5，從動(dòng)子端62輸出，經(jīng)傳動(dòng)裝置21、22作用到上絲筒2上。為了平衡阻尼矩M5阻尼器6自身又產(chǎn)生一轉(zhuǎn)矩M6。轉(zhuǎn)矩M6從定子端61輸出，并經(jīng)傳動(dòng)裝置11、111傳遞到電機(jī)1上，由于轉(zhuǎn)矩M6與轉(zhuǎn)矩M10方向也相同，同樣實(shí)現(xiàn)了能量回收再利用的目的，起到了減輕電機(jī)1負(fù)載的作用。
權(quán)利要求
1.電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲方法，包括電極絲在兩絲筒之間進(jìn)行雙向往復(fù)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)，其特征在于電極絲在往復(fù)運(yùn)絲過程中，其上的張力恒定。
2.如權(quán)利要求1所述的電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲方法，其特征在于在運(yùn)絲過程中，往復(fù)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)的電極絲在受到絲筒所提供的驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)，又受到另一絲筒反方向阻尼力，且驅(qū)動(dòng)力與阻尼力的差值相等。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲方法，其特征在于所述絲筒受到的驅(qū)動(dòng)力由電機(jī)通過離合器、傳動(dòng)裝置供給，通過離合器的離和合，使絲筒沒有或受到電機(jī)的驅(qū)動(dòng)力，相應(yīng)地另一絲筒受到的阻尼力由阻尼器、傳動(dòng)裝置產(chǎn)生，并由控制器控制，使絲筒沒有或受到阻尼器的阻尼力。
4.如權(quán)利要求3所述的電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲方法，其特征在于所述控制器調(diào)整阻尼器阻尼力的大小。
5.電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲裝置，其特征在于其包括電極絲、支架、電機(jī)、上、下絲筒、與兩絲筒對(duì)應(yīng)的離合器和阻尼器、用于連接主電機(jī)與離合器、主電機(jī)與阻尼器、阻尼器與絲筒的若干傳動(dòng)裝置及用于控制離合器和阻尼器的控制裝置，所述的主電機(jī)、絲筒、阻尼器、離合器部件安裝在支架上，電極絲分部繞在上、下絲筒上，控制裝置控制電機(jī)交替地與兩離合器其中之一處于合狀態(tài)，而相應(yīng)地通過相應(yīng)的傳動(dòng)裝置控制阻尼器交替作用。
6.如權(quán)利要求5所述的電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力裝置，其特征在于所述的控制裝置調(diào)節(jié)阻尼裝置的阻尼力。
7.如權(quán)利要求5或6所述的電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力裝置，其特征在于所述的阻尼器包括定子和動(dòng)子兩部分，阻尼器的定子端和動(dòng)子端分別從主電機(jī)和對(duì)應(yīng)的絲筒上各獲得一轉(zhuǎn)速，兩轉(zhuǎn)速之間有一低轉(zhuǎn)速差。
8.如權(quán)利要求6所述的電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力裝置，其特征在于所述的阻尼器的定子端與連接離合器的電機(jī)相連。
9.如權(quán)利要求7所述的電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力裝置，其特征在于所述的阻尼器的定子端與連接離合器的電機(jī)相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于電火花線切割機(jī)床領(lǐng)域，涉及電火花線切割機(jī)床的電極絲(或稱線電極)恒張力運(yùn)絲方法及其相應(yīng)的裝置。電火花線切割機(jī)床的電極絲恒張力運(yùn)絲方法，包括電極絲在兩絲筒之間進(jìn)行雙向往復(fù)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)，電極絲在往復(fù)運(yùn)絲過程中，其上的張力恒定。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于電火花線切割機(jī)床的電極絲在往復(fù)轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)時(shí)，其在受到絲筒所提供的進(jìn)給方向的作用力的同時(shí)，又受到另一絲筒反方向的阻尼力，且電極絲上受到的張力恒定，因此能及時(shí)將伸長(zhǎng)的電極絲張緊，確保電極絲一直處于合適的工作狀態(tài)，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23H7/10GK1709626SQ20051005059
公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2005年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月6日
發(fā)明者鐘樹平 申請(qǐng)人:鐘樹平