一种恒张力自动紧丝机构及走丝切割机制造技术

本申请提供一种恒张力自动紧丝机构及走丝切割机，属于线切割装置技术领域。恒张力自动紧丝机构包括同步带、紧丝导轮、滑块、驱动电机，同步带套装于主动轮与从动轮之间，主动轮由驱动电机驱动其转动，以带动同步带沿闭合回路转动；所述滑块一端与同步带连接，并随同步带同步运动，另一端安装紧丝导轮，紧丝导轮随滑块移动，实现绕过紧丝导轮上的切割丝张力自动调节。将恒张力自动紧丝机构应用于走丝切割机，具有张力可调、调节精度高、自适应实时调控等优点。等优点。等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种恒张力自动紧丝机构及走丝切割机


[0001]本申请涉及一种恒张力自动紧丝机构及走丝切割机，属于线切割装置


技术介绍

[0002]加工件切割常用的设备为走丝设备，走丝设备一般包括床身、丝架、走丝机构、工作台等。其中，在走丝机构中，为实现切割压力与切割角度的控制，通常会用到紧丝机构，来控制切割线的张力。
[0003]常规往复线切割机器的紧丝机构通常采用弹簧来控制张力，如图1所示：包括上张紧轮1a、框架2a，框架2a固定于机床上，涨紧座11a滑动安装于框架2a上，其上固定有涨紧轮1a，弹簧3a连接于框架2a与涨紧座11a之间。走丝时，切割线经丝筒4a输出，绕出第一个导轮5a后，上行绕过上张紧轮1a，后行至升降机构6a处的导轮，再下行进行工件切割后，经导丝嘴7a及其下方的导轮8a后，送至下张紧轮9a，而后经第二个导轮5a回至丝筒4a。
[0004]在上述过程中，随着切割的进行，上张紧轮1a和下张紧轮9a都会受到一定的牵引力，当切割丝张力过大时，会拉动上张紧轮1a带动涨紧座11a沿图1所示向右侧移动，从而降低切割丝表面张力，此时弹簧4a被压缩；反之，当切割丝张力变小，弹簧4a会随之往图1所示向左侧移动，提高切割丝表面张力。
[0005]该方式虽然简单，但也存在非常明显的缺陷：
[0006]（1）在调节张力过程中，主要依赖于弹簧的形变来实现，此处一般是采用压簧，压簧在相同压缩形变的情况下，在始端压簧受力小，越向终端压缩，压簧受力需要越大，因此弹簧在整个压缩过程中，调节力度不均匀，出现张力波动较为明显的现象；
[0007]（2）为适应张力调节，弹簧需要相对敏感的形变，但相应的，也会造成形变区间较小。
[0008]（3）以形变实现张力调节，只能进行粗调，调节精度较低。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本申请提供一种自适应、可实现恒张力调节的自动紧丝机构。
[0010]具体地，本申请是通过以下方案实现的：
[0011]一种恒张力自动紧丝机构，包括同步带、紧丝导轮、滑块、驱动电机，同步带套装于主动轮与从动轮之间，主动轮由驱动电机驱动其转动，以带动同步带沿闭合回路转动；所述滑块一端与同步带连接，并随同步带同步运动，另一端安装紧丝导轮，紧丝导轮随滑块移动，实现绕过紧丝导轮上的切割丝张力自动调节。
[0012]将本申请应用于张力调节，切割丝绕过紧丝导轮，当出现张力波动时，该波动变化传递给控制器，控制器控制驱动模块作业，使驱动电机工作，主动轮转动，带动同步带运行，并带动紧丝导轮发生相应的上下位移，补偿该张力波动，直至平衡，即实现张力的调节。
[0013]进一步的，作为优选：
[0014]所述驱动电机为扭力电机。机械元件在转矩作用下都会产生一定程度的扭转变
形，对传动轴载荷的确定与控制、传动系统工作零件的强度设计以及原动机容量的选择等都具有重要的意义。利用该原理，当出现张力波动时，驱动电机产生扭力，会自动带动主动轮转动，主动轮带动同步带运行，并带动紧丝导轮发生相应的上下位移，补偿该扭力，直至扭力平衡完毕，即实现张力的调节。该装置以驱动电机扭力数据来反映切割丝表面张力，达到精确、精准张力控制，并随时随张力变化而调节，实现张力与驱动力之间的转变，并具体表现为同步带运行速度和紧丝导轮升降高度。
[0015]所述滑块套装在滑轨上。借助于滑轨，实现滑块移动空间的限制，避免出现异动波动大、移动稳定性差的缺陷。滑轨可以采用直线滑轨。
[0016]包括有驱动模块和控制器；驱动模块连接驱动电机控制控制其工作；控制器接收切割丝上的张力信号，并连接驱动模块。
[0017]滑轨还配有上行程开关和下行程开关，分别用于监控紧丝导轮的移动上限和移动下限。当紧丝导轮运行至最上端时，紧丝导轮触碰到上行程开关，上行程开关向控制器发出信号，控制器控制驱动模块，促使驱动电机运行方向反转，避免紧丝导轮继续向上位移；紧丝导轮运行至最下端时，紧丝导轮触碰到下行程开关，下行程开关向控制器发出信号，控制器控制驱动模块，促使驱动电机运行方向反转，避免紧丝导轮继续向下位移。
[0018]上述各部件可以安装在底座上，底座固定在机架上：在底座上安装有主动轮、从动轮和滑轨，滑轨与同步带平行设置，滑块套装在滑轨上，并使其一端与同步带固定，另一端与紧丝导轮固定，滑轨上端设置上行程开关，下端设置下行程开关。
[0019]滑块上安装有连接板，连接板一端与同步带固定，另一端固定有紧丝导轮。更优选的：还包括有固定板，同步带位于固定板与连接板之间，同步带夹在固定板与连接板之间，通过固定件固接。
[0020]还包括有护板，护板位于同步带外侧，实现对同步带的保护，防止外部环境对同步带造成干扰，影响张力控制的精确度。
[0021]将上述自动紧丝机构应用于整个走丝切割机，包括丝筒、第一导轮、上述恒张力自动紧丝机构、第二导轮、导丝嘴、第三导轮、第四导轮，切割丝沿丝筒、第一导轮、恒张力自动紧丝机构、第二导轮、导丝嘴、第三导轮、第四导轮形成闭合回路，与切割丝闭合回路配套设置有张力检测机构，张力检测机构、紧丝导轮、驱动电机相互配合，实现切割丝上张力的自动调节。优选的：第二导轮与导丝嘴、第三导轮处于同一竖直线上，当第二导轮随Z轴升降机构高度变化时，可确保切割面平滑。第三导轮与第四导轮同水平设置，避免方向变化引起切割丝扭动。所述第四导轮至少设置有两个，第四导轮与丝筒之间的切割线角度变化较大，容易发生张力波动，多设置几个第四导轮，可以缓冲该波动对张力的影响。所述恒张力自动紧丝机构与第二导轮之间设置有第五导轮，第五导轮与第二导轮同水平设置，以更大程度、更精细的调节张力。
[0022]在运行过程中，当（张力检测装置等部件）检测到切割丝上张力出现波动时，该波动信号传递至控制器，控制器根据该信号，向驱动模块发出指令，驱动模块控制驱动电机运行状态，驱动电机据此调整运行速度、运行方向等参数，并反馈在主动轮上，套装在主动轮、从动轮上的同步带因此发生运行改变，并带动滑块沿滑轨做上下位移，紧丝导轮随之同步位移，切割丝上张力随之改变，直至张立波动趋于平衡，紧丝导轮不再发生位移。本案以实时监控到的张力为紧丝导轮移动状态的控制指标，可以实现切割丝回路上张力的实时、精
准调节。
附图说明
[0023]图1为常规紧丝机构的结构示意图；
[0024]图2为本申请紧丝机构的立体结构示意图；
[0025]图3为本申请中信号传输示意图；
[0026]图4为本申请应用状态示意图。
[0027]图中标号：1.紧丝导轮；11.滑块；12.滑轨； 13.连接板；131.导轮固定座；132.固定板；2.同步带；21.护板；3.驱动模块；31.驱动电机；32.主动轮；33.从动轮；4.控制器；41.上行程开关；42.下行程开关；5.底座；6.丝筒；71.第一导轮；72.第二导轮；721.Z轴升降机构；73.第三导轮；74.第四导轮；75.第五导轮；8.导丝嘴。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒张力自动紧丝机构，其特征在于：包括同步带、紧丝导轮、滑块、驱动电机，同步带套装于主动轮与从动轮之间，主动轮由驱动电机驱动其转动，以带动同步带沿闭合回路转动；所述滑块一端与同步带连接，并随同步带同步运动，另一端安装紧丝导轮，紧丝导轮随滑块移动，实现绕过紧丝导轮上的切割丝张力自动调节。2.根据权利要求1所述的一种恒张力自动紧丝机构，其特征在于：所述驱动电机为扭力电机。3.根据权利要求1所述的一种恒张力自动紧丝机构，其特征在于：包括有驱动模块和控制器；驱动模块连接驱动电机控制控制其工作；控制器接收切割丝上的张力信号，并连接驱动模块。4.根据权利要求1所述的一种恒张力自动紧丝机构，其特征在于：所述滑块套装在滑轨上。5.根据权利要求4所述的一种恒张力自动紧丝机构，其特征在于：滑轨还配有上行程开关和下行程开关，分别用于监控紧丝导轮的移动上限和移动下限。6.根据权利要求1所述的一种恒张力自动紧丝机构，其特征在于，所述滑块上安装有连接板，连接板一...

【专利技术属性】
技术研发人员：金达，潘伯郁，张志成，丁瑞，
申请(专利权)人：浙江万能精机有限公司，
类型：新型
国别省市：