專利名稱：電火花線切割機床的電極絲恒張力運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床領(lǐng)域，涉及電火花線切割機床的電極絲(或稱線電極)恒張力運絲方法及其相應(yīng)的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的快速走絲電火花線切割機床均為單筒電火花線切割機床，該類機床的電極絲路徑呈封閉狀，為了克服加工過程中拉伸增長的電極絲(以下簡稱伸長電極絲)對電極絲張力穩(wěn)定性的影響，通常是加一個可以改變電極絲路徑長度的裝置，來暫時性地降低伸長電極絲對電極絲張力穩(wěn)定性的影響，其不足之處在于可變的路徑長度有限，當伸長電極絲累積到一定程度時，該裝置失效。
為了對單筒電火花線切割機床的運絲方法和裝置進行改進，產(chǎn)生了將電極絲在兩絲筒之間進行雙向往復(fù)轉(zhuǎn)移運動、電極絲呈開放狀的雙筒電火花線切割機床，如中國專利文獻CN1037900C公開的自旋式電火花線切割機床，其通過主軸與繞筒差動轉(zhuǎn)速以及順序排絲機構(gòu)實現(xiàn)走絲機構(gòu)中的電極絲在作直線運動的同時自身作高速旋轉(zhuǎn)，其解決伸長電極絲及電極絲張力問題如專利文獻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床的電極絲恒張力運絲方法及其完成上述運絲方法的運絲裝置，解決電極絲在運絲過程中產(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)方案為通過對前述的雙筒電火花線切割機床的研究發(fā)現(xiàn)，當電火花線切割機床的電極絲上的張力恒定時，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床的恒張力運絲方法，包括電極絲在兩絲筒之間進行雙向往復(fù)轉(zhuǎn)移運動，電極絲在往復(fù)運絲過程中，其上的張力恒定。
為實現(xiàn)電極絲上的張力恒定，在運絲過程中，往復(fù)轉(zhuǎn)移運動的電極絲在受到一絲筒所提供的驅(qū)動力的同時，又受到另一絲筒反方向阻尼力，且驅(qū)動力與阻尼力的差值相等。這樣電極絲在整個工作過程中能保持張力恒定。
上述絲筒受到的驅(qū)動力由電機通過離合器、傳動裝置供給，通過離合器的離和合，使絲筒沒有或受到電機的驅(qū)動力，相應(yīng)地另一絲筒受到的阻尼力由阻尼器、傳動裝置產(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，也就更容易實現(xiàn)電極絲上的張力恒定。
為實現(xiàn)上述運絲方法，相應(yīng)的開發(fā)出電火花線切割機床的電極絲恒張力運絲裝置，其包括電極絲、支架、主電機、上、下絲筒、與兩絲筒對應(yīng)的離合器和阻尼器、用于連接主電機與離合器、主電機與阻尼器、阻尼器與絲筒的若干傳動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、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)的傳動裝置控制阻尼器交替作用。
上述裝置通過控制裝置對離合器和阻尼器的控制，實現(xiàn)兩絲筒交替地受到驅(qū)動力或阻尼力的作用。兩絲筒通過與其連接的離合器從主電機處得到驅(qū)動力(矩)，同時又可通過傳動裝置從對應(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，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)的傳動裝置經(jīng)離合器與主電機相連接并獲得所需的驅(qū)動力，另一端又經(jīng)另一絲筒通過相應(yīng)的傳動裝置從對應(yīng)的阻尼器獲得所需的阻尼力，由于驅(qū)動力和阻尼力均是該裝置主動產(chǎn)生的力，尤其對阻尼力，還可通過控制裝置根據(jù)加工需要來進行設(shè)定和調(diào)整，因此該裝置在解決伸長電極絲問題的同時，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行設(shè)定和調(diào)整。
上述連接在傳動裝置上的阻尼器包括定子和動子兩部分，阻尼器的定子端和動子端分別從驅(qū)動電機和對應(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(即差動法)，延長了阻尼器的使用壽命。阻尼器的動子端和定子端通過差動，分別輸出一阻尼力(矩)和與之對應(yīng)的反作用力(矩)，阻尼力(矩)通過相應(yīng)的傳動裝置作用到對應(yīng)的絲筒上，兩反作用力(矩)交替地作用到該裝置的主電機上，且始終都與主電機的輸出力(矩)同向。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于電火花線切割機床的電極絲在往復(fù)轉(zhuǎn)移運動時，其在受到絲筒所提供的進給方向的作用力的同時，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，因此能及時將伸長的電極絲張緊，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)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例上絲筒收絲等效裝置示意圖；
圖3是本發(fā)明實施例下絲筒收絲等效裝置示意圖；圖4是本發(fā)明實施例阻尼器差動法示意圖；圖5是本發(fā)明實施例另一阻尼器差動法示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
如圖1所示，電機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。傳動輪11、12安裝在電機1的軸上，傳動輪11分別通過傳動裝置111與阻尼器6的定子端61相連，通過傳動裝置112與阻尼器7的定子端71相連，傳動輪12分別通過傳動裝置121與離合器4相連，通過傳動裝置122與離合器5相連。離合器4與上絲筒2及傳動輪21相連，傳動輪21與阻尼器6的動子端62相連，離合器5與下絲筒3及傳動輪31相連，傳動輪31與阻尼器7的動子端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，電極絲8從與其連接的上絲筒2、下絲筒3通過傳動裝置12、121(或122)及對應(yīng)的離合器4、離合器5由控制器控制交替地與電機1相連接并獲得所需的動力，同時分別通過傳動裝置21、22、傳動裝置31、32相應(yīng)地從對應(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，電極絲8表現(xiàn)為向上運動，其一端受到上絲筒2施予的向上的動力F1，另一端受到下絲筒3施予的向下的阻力F2，這一對方向相反的力產(chǎn)生了電極絲8向上運動時的張力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，電極絲8表現(xiàn)為向下運動，其一端受到下絲筒3施予的向下的動力F4，另一端受到上絲筒2施予的向上的阻力F3，這一對方向相反的力產(chǎn)生了電極絲8向下運動時的張力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，即實現(xiàn)電極絲8的整個運動過程中的張力恒定。
上述阻尼器6、阻尼器7均為差動法，即阻尼器6的定子端61通過傳動裝置11、111從電機1處獲得一旋轉(zhuǎn)運動N1，動子端62通過傳動裝置21、22從上絲筒2處獲得一旋轉(zhuǎn)運動N2，由于N1和N2的速差很小，延長了阻尼器6的使用壽命。同理阻尼器7的定子端71通過傳動裝置11、112從電機1處獲得一旋轉(zhuǎn)運動N3，動子端72通過傳動裝置31、32從下絲筒3處獲得一旋轉(zhuǎn)運動N4，由于N3和N4的速差也很小，同樣延長了阻尼器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1相連，能回收能量，減少電能消耗。如圖4所示，當電極絲8向上運動時，電機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)為動力矩M1，動力矩M1使下絲筒3進行旋轉(zhuǎn)運動。為了阻止下絲筒3的旋轉(zhuǎn)運動，阻尼器7產(chǎn)生一阻尼矩M3，從動子端72輸出，經(jīng)傳動裝置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)傳動裝置11、112傳遞到電機1上，由于轉(zhuǎn)矩M4與轉(zhuǎn)矩M0方向相同，實現(xiàn)了能量回收再利用，從而減輕了電機1的負載。
同理，如圖5所示，當電極絲8向下運動時，電機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)為動力矩M2，動力矩M2使上絲筒2進行旋轉(zhuǎn)運動。為了阻止上絲筒2的旋轉(zhuǎn)運動，阻尼器6產(chǎn)生一阻尼矩M5，從動子端62輸出，經(jīng)傳動裝置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)傳動裝置11、111傳遞到電機1上，由于轉(zhuǎn)矩M6與轉(zhuǎn)矩M10方向也相同，同樣實現(xiàn)了能量回收再利用的目的，起到了減輕電機1負載的作用。
權(quán)利要求
1.電火花線切割機床的電極絲恒張力運絲方法，包括電極絲在兩絲筒之間進行雙向往復(fù)轉(zhuǎn)移運動，其特征在于電極絲在往復(fù)運絲過程中，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床的電極絲恒張力運絲方法，其特征在于在運絲過程中，往復(fù)轉(zhuǎn)移運動的電極絲在受到絲筒所提供的驅(qū)動力的同時，又受到另一絲筒反方向阻尼力，且驅(qū)動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床的電極絲恒張力運絲方法，其特征在于所述絲筒受到的驅(qū)動力由電機通過離合器、傳動裝置供給，通過離合器的離和合，使絲筒沒有或受到電機的驅(qū)動力，相應(yīng)地另一絲筒受到的阻尼力由阻尼器、傳動裝置產(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床的電極絲恒張力運絲方法，其特征在于所述控制器調(diào)整阻尼器阻尼力的大小。
5.電火花線切割機床的電極絲恒張力運絲裝置，其特征在于其包括電極絲、支架、電機、上、下絲筒、與兩絲筒對應(yīng)的離合器和阻尼器、用于連接主電機與離合器、主電機與阻尼器、阻尼器與絲筒的若干傳動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、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子兩部分，阻尼器的定子端和動子端分別從主電機和對應(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相連。
9.如權(quán)利要求7所述的電火花線切割機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相連。
全文摘要
本發(fā)明屬于電火花線切割機床領(lǐng)域，涉及電火花線切割機床的電極絲(或稱線電極)恒張力運絲方法及其相應(yīng)的裝置。電火花線切割機床的電極絲恒張力運絲方法，包括電極絲在兩絲筒之間進行雙向往復(fù)轉(zhuǎn)移運動，電極絲在往復(fù)運絲過程中，其上的張力恒定。本發(fā)明的優(yōu)點在于電火花線切割機床的電極絲在往復(fù)轉(zhuǎn)移運動時，其在受到絲筒所提供的進給方向的作用力的同時，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，因此能及時將伸長的電極絲張緊，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B23H7/10GK1709626SQ20051005059
公開日2005年12月21日 申請日期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 申請人:鐘樹平