一种复合材料板材金刚砂线切割机制造技术

本发明专利技术提供了一种复合材料板材金刚砂线切割机，包括：坐标工作台、运丝机构、固定托料装置、浮动压料减振装置、真空泵吸粉系统、数字程序控制系统。本切割机工作过程为：用坐标工作台上的夹钳夹持住要切割的非金属板材，固定托料装置和浮动压料减振装置上的钢球分别托着和压着该非金属板材，以减小切割过程中非金属板材的振动和摩擦阻力，金刚砂线防偏装置减小金刚砂线切割过程中横向和纵向振动，运丝机构使金刚砂线运动，数字程序控制系统运行程序控制坐标工作台带动着夹持工件的夹钳X、Y移动，进而控制被加工工件的切割形状，切割过程中产生的非金属粉末，就会被加工过程中一直运行的真空泵吸粉系统吸走清理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于非金属切割领域，具体涉及一种针对非金属板材特别是复合材料板材切割的一种新型金刚砂线切割机。
技术介绍
现今非金属板材特别是复合材料板材切割机在市场上非常少见，而将非金属板材切割成各种图形的切割机更是少之又少，人们一般将非金属板材切割成各种形状的方法是先在非金属板材上将图形绘制出，然后通过各种切割方法手工将其切割出来，例如使用锯子、角磨机等，但是这种切割出来的非金属板材精度是非常差的，一方面在非金属板材上绘制的图形本身存在误差，另一方面是手工使用工具切割材料时的误差，且浪费的非金属板材非常多，粉尘污染严重，效率也低。本非金属板材金刚砂线切割机可以切割出各种形状的非金属板材，且自动化程度高，切割精度高，效率也高，正好解决了上述的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术公开了一种非金属板材特别是复合材料板材金刚砂线切割机，用来切割非金属板材，只要割线足够细小，该切割机理论上切割形状不受限制。本专利技术是针对非金属板材特别是复合材料板材切割的一种新型金刚砂线切割机，它解决了非金属板材的切割问题，特别是复杂几何形状的非金属板材切割问题，本切割机可以将非金属板材切割成各种形状，自动化程度高，切割效率高，切割精度高。为实现上述目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种复合材料板材金刚砂线切割机，包括X、Y方向运动的坐标工作台，所述的坐标工作台驱动复合材料板材在X、Y方向移动，在坐标工作台的一侧安装有驱动金刚砂线切割复合材料板材的运丝机构，所述的坐标工作台和运丝机构由一个控制系统控制，且驱动装置和运丝机构在控制系统的控制下相互配合实现对复合材料板材的切割；切割过程中产生的非金属粉末，被真空泵吸粉系统吸走。进一步的，所述的坐标工作台包括一个床身，在所述床身的顶部安装有沿Y向设置的直线导轨，直线导轨上安装有沿其来回滑动的滑块，所述的滑块上通过工字件安装有一个沿X向设置横梁，所述的横梁在Y向驱动装置的驱动下沿着所述的直线导轨来回移动，在所述的横梁上安装有用于驱动复合材料板材夹持件在X向移动的X向驱动装置。进一步的，所述的切割机还包括安装在复合材料板材上方的浮动压料减振装置；所述的 浮动压料减振装置包括多个安装在圆板底部的压料减振单元，在所述的圆板底部中心位置还设有空心圆柱管(空心圆柱管壁有一定的壁厚，称为壁板)，在所述空心圆柱管的壁板的末端安装有金刚砂线防偏装置，所述的金刚砂线防偏装置的顶部平齐或略高于压料减振单元底部水平面；在所述圆板的顶部设有一个驱动浮动压料减振装置和金刚砂线防偏装置上下移动的空心气缸。压料减振单元正常状态下弹簧就是压缩的(预压量)，钢球与非金属板材接触后，弹簧进一步被压缩，钢球对非金属板材有一定的压力，减小非金属板材被切割时产生的振动。进一步的，所述的压料减振单元包括一个固定在圆板底部的套筒，在所述的套筒内依次设有弹簧、固定座、滚珠导套、滚珠和钢球；所述的弹簧一端与套筒接触，另一端与固定座接触；在固定座上设有一个半球形凹坑，所述的滚珠导套为一个半球形结构，其嵌在固定座的半球形凹坑内；在滚珠导套内嵌有滚珠；在滚珠导套的半球形凹坑内设有钢球，所述的钢球一部分位于滚珠导套内，另一部分外露于套筒底部，对复合材料板材施加一定的压力。进一步的，所述的切割机还包括安装在复合材料板材下方的固定托料装置；所述的固定托料装置包括多个安装在圆板顶部的脱料单元，在所述的圆板顶部中心位置还设有空心圆柱管(空心圆柱管壁有一定的壁厚，称为壁板)，在所述空心圆柱的壁板的末端安装有金刚砂线防偏装置，所述的金刚砂线防偏装置的顶部平齐或略低于脱料单元顶部水平面。进一步的，所述的托料单元包括一个固定在圆板顶部的固定座，在固定座上设有一个半球形凹坑，在所述的半球形凹坑内设有一个滚珠导套；所述的滚珠导套也为一个半球形结构，其嵌在固定座的半球形凹坑内，在滚珠导套内嵌有滚珠，在滚珠导套的半球形凹坑内设有钢球，钢球一部分位于滚珠导套内，另一部分外露于固定座顶部，对复合材料板材施加一定的支撑力。进一步的，在所述的滚珠导套上镶嵌有滚珠，所述的钢球与滚珠接触，使得钢球与非金属板材接触时可以自由转动，不会阻碍非金属板材的移动。进一步的，所述的圆板顶部设有真空泵吸粉系统，其包括真空吸嘴，所述的真空吸嘴与真空泵相连，切割产生的非金属板材粉末被所述的真空吸嘴吸走清理，并对金刚砂线有一定的冷却作用。进一步的，所述的运丝机构包括一个床身，床身的上部和下部均安装有传送金刚砂线的主导轮、张紧导轮和副导轮，床身的一侧安装有卷丝筒，所述的卷丝筒由一个伺服电机驱动，在所述的卷丝筒上缠绕有金刚砂线；两套主导轮、张紧导轮和副导轮分别安装在运丝机构床身的上下运丝路线里和卷丝筒一起构成完整的金刚砂线回路。进一步的，所述的卷丝筒的圆周方向上设有螺旋线凹槽，卷丝筒上金刚砂线的放线和收线在螺旋线凹槽的两端进行，且金刚砂线缠绕在卷丝筒的螺旋线凹槽内。进一步的，所述的金刚砂线防偏装置包括定位导轮和定位导轮基座，定位导轮安装在定位导轮基座内，位于同一侧的两个金刚砂线防偏装置的定位导轮组成一个供金刚砂线可穿过的圆槽孔。进一步的，所述的切割机还包括一个对非金属板材进行支撑的毛刷支撑台，所述的毛刷支撑台包括毛刷板、毛刷和可调基座组成，可调基座调整毛刷板的高度，所述的毛刷安装在毛刷板上；非金属板材与毛刷接触的面积小，且毛刷与被加工件之间的摩擦系数很小，所以气动夹钳可以轻易带动非金属板材的移动。本专利技术的工作过程如下：当运丝机构的伺服电机转动带动卷丝筒一起转动时，从卷丝筒螺旋线凹槽上缠绕的金刚砂线一端就被放出(称为放线)，另一端就被收回(称为收线)，在主导轮、张紧导轮和副导轮上凹槽的引导下，金刚砂线进出加工区，对非金属板材进行切割。当卷丝筒螺旋线凹槽收线一端的金刚砂线收满后，伺服电机就会反向旋转，卷丝筒螺旋线凹槽上缠绕的金刚砂线的放线一端就变成了收线端，另一收线端也就变成了放线端，这个过程不断进行，实现金刚砂线的循环，完成非金属板材金刚砂线的切割。切割过程中产生的非金属粉末，就会被安装在浮动压料减振装置和固定托料装置上的真空吸嘴吸走并清理；这些过程也是在控制系统的控制下实现的。当切割不同形状的非金属板材特别是复合材料板材时，X、Y方向运动的坐标工作台上的气动夹钳在X、Y轴伺服电机的驱动下，通过各自轴的滚珠丝杠和直线导轨，实现夹着非金属板材的气动夹钳在毛刷工作台和浮动压料减振装置与固定托料装置之间运动，从而实现不同形状的非金属板材工件的加工。在数控系统的控制下，通过运丝机构、夹持工件的X、Y方向运动的气动夹钳、浮动压料减振装置的气缸和真空吸嘴的真空泵的相互配合运动，使不同形状的非金属板材工件得到了加工。本专利技术的有益效果如下:1.金刚砂线防偏装置分布在距切割点上、下不远的位置，金刚砂线切割非金属板材时，在切割点上、下相距不远的位置，金刚砂线被四个定位导轮两两夹持着，其中两个带半圆槽的定位导轮，组成一个圆槽孔，金刚砂线穿过该圆槽孔，其运动就受到了限制，从而减小了金刚砂线的横向和纵向振动，保证了切割精度；另外金刚砂线穿过该圆槽孔，切割材料时运 行的金刚砂线与自由转动定位导轮的圆槽孔之间的摩擦是滚动摩擦，大大减小了摩擦力和金刚砂线的损耗，提高了金刚砂线的寿命。2.卷丝筒上加工有螺旋线凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，包括X、Y方向运动的坐标工作台，所述的坐标工作台安装一个夹持装置，所述的夹持装置用于夹持复合材料板材，夹持装置在坐标工作台上的伺服电机驱动下夹着复合材料板材在X、Y方向移动，在所述的坐标工作台的一侧安装有驱动金刚砂线切割复合材料板材的运丝机构，所述的坐标工作台和运丝机构由一个控制系统控制，且坐标工作台和运丝机构在控制系统的控制下相互配合实现对复合材料板材的切割，切割过程中产生的非金属粉末，被真空泵吸粉系统吸走。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，包括X、Y方向运动的坐标工作台，所述的坐标工作台安装一个夹持装置，所述的夹持装置用于夹持复合材料板材，夹持装置在坐标工作台上的伺服电机驱动下夹着复合材料板材在X、Y方向移动，在所述的坐标工作台的一侧安装有驱动金刚砂线切割复合材料板材的运丝机构，所述的坐标工作台和运丝机构由一个控制系统控制，且坐标工作台和运丝机构在控制系统的控制下相互配合实现对复合材料板材的切割，切割过程中产生的非金属粉末，被真空泵吸粉系统吸走。2.如权利要求1所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的切割机还包括安装在复合材料板材上方的浮动压料减振装置；所述的浮动压料减振装置包括多个安装在圆板底部的压料减振单元，在所述的圆板底部中心位置还设有空心圆柱管，在所述空心圆柱管的壁板的末端安装有金刚砂线防偏装置，所述的金刚砂线防偏装置的顶部平齐或略高于压料减振单元底部水平面；在所述圆板的顶部设有一个驱动浮动压料减振装置和金刚砂线防偏装置上下移动的空心气缸。3.如权利要求2所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的压料减振单元包括一个固定在圆板底部的套筒，在所述的套筒内依次设有弹簧、固定座、滚珠导套、滚珠和钢球；所述的弹簧一端与套筒接触，另一端与固定座接触，在固定座上设有一个半球形凹坑，所述的滚珠导套为一个半球形结构，其嵌在固定座的半球形凹坑内，在滚珠导套内嵌有滚珠，在滚珠导套的半球形凹坑内设有钢球，所述的钢球一部分位于滚珠导套内，另一部分外露于套筒底部，对复合材料板材施加一定的压力。4.如权利要求2所述的复合材料板材金刚砂线切割机，其特征在于，所述的金刚砂线防偏装置包括定位导轮和定位导轮基座，定位导轮安装在定位导轮基座内，位于同一侧的两个金刚砂线防偏装置的定位导轮组成一个供金刚砂线可穿过的圆槽孔。5.如权利要求1所述的复合材料板材金刚砂线切割机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁森，古恒，杨先锋，袁丽华，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37