專利名稱：快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種快走絲線切割機床的控制裝置，特別是關于消除被加工件上切割條紋的控制裝置。
背景技術：
對小批量復雜零件的加工，電火花快走絲線切割機床不愧為簡單、價廉的加工切割裝置。但與慢走絲線切割機床相比，它還存在加工效率低、加工精度和光潔度差的缺陷，特別是在加工面呈現(xiàn)的黑白相間的切割條紋，直接影響了加工零件的精度和外觀質量。加工面上的切割條紋是由于貯絲筒上的電極絲在加工時以恒定的時間往返運行，電極絲循環(huán)使用，在貯絲筒改變運轉方向以及冷卻皂化液共同作用下使加工面出現(xiàn)加工條紋。為消除這種條紋人們進行不斷地研究和摸索，提出許多解決的技術方案，CN2422083Y提出一種短行程往復線切割加工，這種裝置采用CPU控制可調速的直流電機以及脈沖電源能量各參數(shù)，實現(xiàn)小行程雙向不等量往復運動實時可調。由于它采用直流電機且要使它轉速遞增遞減以及控制信號必須通過邏輯變換器譯碼處理等，結構比較復雜龐大，難以在交流電機帶動貯絲筒工作的快走絲線切割機床上推廣使用。

發(fā)明內容
本實用新型依據(jù)縮短電極絲往復運行的時間且不固定，會使切割條紋密亂而變淡，設計一種由單片機控制電極絲往復運動的而且時間可調的線切割機床的消條紋裝置，并達到結構簡單、工作穩(wěn)定可靠的目的。
本實用新型的設計方案是，快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，它包括換向行程開關、行程控制電機正反走繼電器、換向繼電器、雙向可控硅和走絲電機，其特征在于還設有由時間選擇開關、判斷繼電器、單片機和單片機控制電機的正反走繼電器組成的控制電極絲往復運動的時間可調裝置；單片機的輸入端分別接入時間選擇開關和判斷繼電器的輸出端，單片機的輸出端分別接入單片機控制電機正反走繼電器的輸入端，單片機控制電機正反走繼電器的輸出端與行程控制電機正反走繼電器并接入換向繼電器的輸入端；行程控制電機正反走繼電器的輸出端與判斷繼電器輸入端相連接組成控制回路。
利用單片機內的定時器控制走絲電機定時自動換向，用時間選擇開關進行時間設定，以及輸入行程控制電機的正反走向后，由單片機輸出使走絲電機運行的時間指令，使貯絲筒定時正走，再定時反走，這樣貯絲筒不再是從一個換向行程開關運行到另一個換向行程開關后再轉向，而是運行很短時間，這時間可從時間選擇開關根據(jù)需要選擇。即縮短換向運行距離，加上設定正、反走時間不一樣使貯絲筒往復時間不一樣，達到了消除切割條紋的實際效果。
為使結構緊湊簡單，CPU芯片選用PIC16C54C，該芯片內含復位、看門狗、程序存儲、數(shù)據(jù)存儲、輸入輸出接口等基本結構，不必另加其他芯片就能滿足設計要求，為簡化結構方便操作選用時間選擇開關作往復運動時間選擇，考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性采用實現(xiàn)消條紋功能的定時控制換向裝置與原來的行程換向開關控制的換向裝置并聯(lián)的結構，具有并行工作的特點，在消條紋裝置有故障時，只要關閉該電路，即可作傳統(tǒng)的運行操作，不影響切割機床的使用。


圖1為本實用新型電路結構框圖。
圖2為交流走絲電機供電控制電路圖。
圖3為單片機控制電路圖。
具體實施方式
傳統(tǒng)的快走絲線切割機床控制電路，參看圖1和圖2所示其結構和工作簡述如下?lián)Q向行程開關2即LX2和LX3，并聯(lián)在+24伏供電的地極上，設在走絲電機帶動的貯絲筒行程的左右端。
行程控制電機正走繼電器5即KAF，其兩端接+24伏供電電源，包括電阻R7、發(fā)光管LED5和二極管D12，一端并接LX3。
行程控制電機反走繼電器4即KAZ，其兩端接+24伏供電電源，包括電阻R6、發(fā)光管LED4和二極管D11，一端并接LX2。
換向繼電器9即KA1，其包括電阻R9、發(fā)光管LED1、二極管D19，其一端通過若干常開和常閉開關與+24伏供電源相連，另一端與地相接。
雙向可控硅10包括可控硅Q1、Q2、Q3、Q4，其中Q1觸發(fā)端通過電阻R5與繼電器觸點KA1-3常開端連接，Q2觸發(fā)端通過電阻R6與繼電器觸點KA1-3常閉端連接，Q3觸發(fā)端通過電阻R7與繼電器觸點KA1-2常閉端連接，Q4觸發(fā)端通過電阻R8與繼電器觸點KA1-2常開端連接。
走絲電機11即M1，通過雙向可控硅Q1、Q2、Q3、Q4及繼電器J3與三相交流電源連接。走絲電機的輸出帶動貯絲筒運行。
貯絲筒既作旋轉運動又作直線移動，直線運動帶動與貯絲筒連接的拖板運動，以拖板上的檔塊碰行程兩端的換向開關LX2和LX3。通常由行程開關控制走絲電機換向工作，按下按鈕AN5走絲電機繼電器J3吸合，換向繼電器KA1線圈未通電，其觸點開關KA1-2和KA1-3處于常閉狀態(tài)，雙向可控硅Q2和Q3導通，Q1和Q4截止，走絲電機正轉，帶動貯絲筒正向走，當貯絲筒換向擋塊接到右邊行程開關，LX2接通、繼電器KAZ吸合，其常開觸點KAZ-1接通，換向繼電器KA1得電吸合，其觸點開關KA1-2和KA1-3處于常開狀態(tài)，雙向可控硅Q1和Q4導通，Q2和3截止，走絲電機反轉，帶動貯絲筒反向走。當貯絲筒換向擋塊撞到左邊行程開關，LX3接通，繼電器KAF吸合，其常閉觸點KAF-1斷開，換向繼電器KA1失電斷開，其觸點KA1-2和KA1-3恢復常閉狀態(tài)，如此周而復始循環(huán)往復切割。
單片機控制走絲電機定時自動換向裝置是本實用新型用于消除切割機切割條紋的主要裝置，參看圖1和圖3所示。它包括時間選擇開關1、判斷繼電器8、單片機3和單片機控制電機正反走繼電器6、7。
時間選定開關1由一個可旋轉的選擇開關組成，有6檔，每檔之間設定遞增或遞減的數(shù)值，以改變走絲電機進或退的運行時間，例如①檔進0.7時間單位，退0.6時間單位，②檔進0.6時間單位，退0.5時間單位，其余類推。各檔分別輸入給單片機RB1～RB5腳，以輸入時間設定。
判斷繼電器8，即KA2，它包括電阻R10、電容C13和二極管D19，其輸入端與行程控制反走繼電器KAZ和行程控制正走繼電器KAF輸出端相接。
判斷繼電器8的輸出端與單片機3的RA3腳相接，KA2用于判斷KAZ和KAF輸出的信號是正向走還是反向走并輸入給CPU芯片，當走絲電機正轉，KA2放開，CPU RA3腳輸入信號1。當走絲電機反轉，KA2吸合，CPU RA3腳輸入0信號。
單片機控制電機反走繼電器6即KZ，它包括三極管BG2、二極管D17、D20、電阻R8和單片機3的RA0腳。
單片機控制電機正走繼電器7即KF，它包括三極管BG3、二極管D18、D21、電阻R9和單片機3的RA1腳。
打開消條紋裝置，單片機開始工作，按照用戶選定的時間，當時間到時，再根據(jù)繼電器KA2，判斷此時走絲電機是正轉還是反轉。
如是正轉，接口RA0輸出1信號，使三極管BG2導通，繼電器KZ吸合，KZ-1接通，換向繼電器KA1線圈得電吸合，其觸點KA1-2、KA1-3常開接通，走絲電機反轉。
如是反轉，接口RA1輸出1信號，使三極管BG3導通，繼電器KF吸合，KF-1斷開，換向繼電器KA1線圈失電放開，其觸點KA1-2、KA1-3恢復常閉，走絲電機正轉。
這樣，控制走絲電機正反轉的換向繼電器KA1除了換向擋塊通過繼電器KAZ、KAF能控制它切換外，單片機芯片CPU通過繼電器KZ、KF也能控制它切換。
所以當打開消條紋功能，貯絲筒不再是僅在兩個擋塊之間往返運行，而是還受到單片機控制，在設定的時間內也換向，該時間小于兩個換擋擋塊之間運行的時間。
本裝置除了包括上述簡單的硬件外，還有一套固化在芯片CPU中的軟件。它的控制流程如下程序開始，先初始化，對芯片各個寄存器和接口進行定義。其RB1-RB5、RA3定義為輸入口，RA0-RA2定義為輸出口。
程序間斷向RA2口發(fā)出1、0信號，使發(fā)光二極管LED6閃爍，表示程序處于正常運轉狀態(tài)。
程序讀輸入口RB1-RB5，當時間選擇開關選到某一點，其對應的輸入口為0，而其它輸入口都是1。按照輸入為0的接口地址，查到其時間值，一共兩個，一個管進，時間長些，一個管退，時間短些，取出保存。
取出管進的時間值，計數(shù)延時。
時間到，再讀取輸入口RA3，如為1，表示此時走絲電機總的方向是正轉，接口RA0輸出1信號，使三極管BG2導通，繼電器KZ吸合，換向繼電器KA1線圈得電吸合，走絲電機反轉。如為0，表示此時走絲電機總的方向是反轉，接口RA1輸出1信號，使三極管BG3導通，繼電器KF吸合，換向繼電器KA1線圈失電放開，走絲電機正轉。
取出管退的時間值，計數(shù)延時。
時間到，再讀取輸入口RA3，如為1，表示此時走絲電機總的方向是正轉，接口RA0輸出1信號，使三極管BG2導通，繼電器KZ吸合，換向繼電器KA1線圈得電吸合，走絲電機反轉。如為0，表示此時走絲電機總的方向是反轉，接口RA1輸出1信號，使三極管BG3導通，繼電器KF吸合，換向繼電器KA1線圈失電放開，走絲電機正轉。
程序回到開始，重復運行。
權利要求1.快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，它包括換向行程開關(2)、行程控制電機正反走繼電器(5、4)、換向繼電器(9)、雙向可控硅(10)和走絲電機(11)，其特征在于還設有由時間選擇開關(1)、判斷繼電器(8)、單片機(3)和單片機控制電機的正反走繼電器(7、6)組成的控制電極絲往復運動的時間可調裝置；單片機(3)的輸入端分別接入時間選擇開關(1)和判斷繼電器(8)的輸出端，單片機(3)的輸出端分別接入單片機控制電機正反走繼電器(7、6)的輸入端，單片機(3)控制電機正反走繼電器(7、6)的輸出端與行程控制電機正反走繼電器(5、4)并接入換向繼電器(9)的輸入端；行程控制電機正反走繼電器(5、4)的輸出端與判斷繼電器(8)輸入端相連接組成控制回路。
2.根據(jù)權利要求1所述的快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，其特征是時間選定開關(1)由一個可旋轉的選擇開關組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，其特征是判斷繼電器KA2包括電阻R10、電容C13和二極管D19。
4.根據(jù)權利要求1所述的快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，其特征是單片機控制電機正走繼電器KF包括三極管BG3、二極管D18、D21、電阻R9和單片機(3)的RA1腳。
5.根據(jù)權利要求1所述的快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，其特征是單片機控制電機反走繼電器KZ包括三極管BG2、二極管D17、D20、電阻R8和單片機(3)的RA0腳。
6.根據(jù)權利要求1所述的快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，其特征是換向繼電器KA1包括電阻R9、發(fā)光管LED1、二極管D19。
7.根據(jù)權利要求1所述的快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，其特征是雙向可控硅(10)包括可控硅Q1、Q2、Q3、Q4，其中Q1觸發(fā)端通過電阻R5與繼電器觸點KA1-3常開端連接，Q2觸發(fā)端通過電阻R6與繼電器觸點KA1-3常閉端連接，Q3觸發(fā)端通過電阻R7與繼電器觸點KA1-2常閉端連接，Q4觸發(fā)端通過電阻R8與繼電器觸點KA1-2常開端連接。
專利摘要快走絲線切割機床消除切割條紋的裝置，包括換向行程開關、行程控制電機正反走繼電器、換向繼電器、雙向可控硅和走絲電機，設有由時間選擇開關、判斷繼電器、單片機和單片機控制電機的正反走繼電器組成的控制電極絲往復運動時間可調裝置；單片機的輸入端接入時間選擇開關和判斷繼電器的輸出端，單片機的輸出端接入單片機控制電機正反走繼電器的輸入端，單片機控制電機正反走繼電器的輸出端與行程控制電機正反走繼電器并接入換向繼電器的輸入端；行程控制電機正反走繼電器的輸出端與判斷繼電器輸入端相連接。利用單片機的定時器控制走絲電機定時自動換向，縮短行程距離，設定正、反走時間不同使貯絲筒往復時間不同，達到了消除切割條紋的實際效果。
文檔編號B23H7/02GK2853256SQ200520117429
公開日2007年1月3日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權日2005年12月21日
發(fā)明者金行傳 申請人:寧波市江北數(shù)控設備廠