一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法，属于碳纤维切割的技术领域，该装置包括切割机架、工作丝以及安装在切割机架上的出丝部分和收丝部分；出丝部分和收丝部分竖向设置在切割机架上，均包括绕丝组件、排线组件、辅助穿丝组件和导丝组件；绕丝组件包括两个半圆柱绕丝辊、辊轴、绕丝转针和绕丝驱动件；辅助穿丝组件包括辅助穿丝支架Ⅰ、辅助穿丝支架Ⅱ、辅助穿丝轮、辅助穿丝转针和辅助穿丝驱动件；导丝组件包括导丝架以及设置在导丝架中的支撑轮、换向轮和横向往复移动机构。上述可自动穿丝、换丝的线锯切割装置通过理论研究与结构创新，最终可实现自动穿丝、换丝功能，可实现碳纤维复合材料板材封闭图形的加工。的加工。的加工。

【技术实现步骤摘要】
一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法


[0001]本专利技术属于碳纤维切割的
，尤其是涉及一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法。

技术介绍

[0002]碳纤维复合材料作为一种新型材料，在多个领域得到广泛应用，成为了世界各个国际争相发展的关键领域之一。碳纤维复合材料比强度和比模量高，质量轻、刚度及抗疲性能好，在一些高温或者化学稳定性要求高的作业环境，碳纤维复合材料优势明显。因此，碳纤维复合材料广泛地应用于航空航天、汽车、风力发电等重要领域，涉及军用民用的各个方面。
[0003]在制作碳纤维复合材料工件时，常采用模压、注塑、纤维缠绕、铺设等方法进行整体成型，但是这些成型方法精度较低且局限性较大，无法满足精密件及复杂件的需求，因此还需进行切削、磨削等二次加工来满足实际需求。目前碳纤维复合材料二次加工过程中，常常会出现分层、纤维脱离、毛边等不良现象，一般采用的设备如水刀、激光切割等，加工成本高，占地面积大，设备使用不易得到推广，并且通过其进行加工仍存在分层、树脂融化、偏斜等问题。而使用锯割工艺对碳纤维复合材料板材进行切割不仅可避免分层、毛边、纤维脱离等现象，而且通过伺服控制可达到较高的加工精度；但传统的锯床切割局限性较大，不能适应复杂结构工件的加工；而线锯具有较大的加工灵活性，目前虽有多种基于线锯的板材切割设备，但无法满足自动穿丝、换丝需求，导致其无法对板材封闭图形进行加工。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置及穿丝、换丝方法，可实现自动穿丝、换丝，节省了人力，大大提高了加工效率，为碳纤维复合材料板材复杂形状的精准加工提供了基础。
[0005]本专利技术提供一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置，包括切割机架、工作丝以及安装在切割机架上的出丝部分和收丝部分；出丝部分和收丝部分竖向设置在切割机架上，均包括绕丝组件、排线组件、辅助穿丝组件和导丝组件；绕丝组件包括两个半圆柱绕丝辊、辊轴、绕丝转针和绕丝驱动件；半圆柱绕丝辊的半圆形端面上设置有半绕丝转针槽，两个半圆柱绕丝辊贴合构成圆柱绕丝辊，圆柱绕丝辊的圆形端面上由两个半绕丝转针槽构成绕丝转针槽，半圆柱绕丝辊的轴向切面穿过绕丝转针槽的中心，绕丝转针槽的中心两侧设置有绕丝转针轨道，绕丝转针轨道为向绕丝转针槽中心弯曲的弧形轨道，每条绕丝转针轨道被半圆柱绕丝辊的轴向切面切割成分别位于两个半圆柱绕丝辊上的旋转轨道和限位轨道，旋转轨道的深度小于限位轨道的深度；辊轴和绕丝转针分别位于圆柱绕丝辊的两端，辊轴和绕丝转针上均设置有与绕丝转针轨道滑动卡接的凸起，辊轴转动安装在切割机架上，绕丝转针由绕丝驱动件驱动旋转；
辅助穿丝组件包括辅助穿丝支架Ⅰ、辅助穿丝支架Ⅱ、辅助穿丝轮、辅助穿丝转针和辅助穿丝驱动件；辅助穿丝支架Ⅰ与切割机架通过竖向往复移动机构连接，辅助穿丝支架Ⅰ上设置有朝向导丝组件的穿丝孔和朝向绕丝组件和排线组件的开口，开口上设置有竖向限位杆，竖向限位杆上滑动设置有两个辅助穿丝支架Ⅱ；辅助穿丝支架Ⅱ的开口与辅助穿丝支架Ⅰ的开口相对设置，辅助穿丝支架Ⅱ的开口上转动安装有辅助穿丝轮，两个辅助穿丝支架Ⅱ与辅助穿丝轮平行的侧板外侧设置有半辅助穿丝转针槽，两个辅助穿丝支架Ⅱ贴合后两个半辅助穿丝转针槽构成辅助穿丝转针槽，两个辅助穿丝支架Ⅱ的相接面穿过辅助穿丝转针槽的中心，辅助穿丝转针槽的中心两侧设置有辅助穿丝转针轨道，辅助穿丝转针轨道为向辅助穿丝转针槽中心弯曲的弧形轨道；辅助穿丝转针位于辅助穿丝转针槽中，辅助穿丝转针上设置有与辅助穿丝转针轨道滑动卡接的凸起，由辅助穿丝驱动件驱动旋转；导丝组件包括导丝架以及设置在导丝架中的支撑轮、换向轮和横向往复移动机构；导丝架横向设置，出丝部分的导丝架的横向两端设置有进丝口Ⅰ和出丝口Ⅰ，收丝部分的导丝架的横向两端设置有进丝口Ⅱ和出丝口Ⅱ，进丝口Ⅰ朝向出丝部分的辅助穿丝组件，出丝口Ⅱ朝向收丝部分的辅助穿丝组件，出丝口Ⅰ和进丝口Ⅱ相对设置；出丝部分的导丝架中，支撑轮Ⅰ靠近进丝口Ⅰ，换向轮Ⅰ靠近出丝口Ⅰ；收丝部分的导丝架中，支撑轮Ⅱ靠近出丝口Ⅱ，换向轮Ⅱ靠近进丝口Ⅱ；横向往复移动机构上设置有夹持机构，横向往复移动机构带动夹持机构在换向轮和支撑轮之间横向往复移动；工作丝从出丝部分的圆柱绕丝辊引出，穿过出丝部分的排线组件、两个辅助穿丝轮、辅助穿丝支架Ⅰ的穿丝孔，进入进丝口Ⅰ、经过支撑轮Ⅰ、由出丝部分的夹持机构夹紧且由横向往复移动机构运送至换向轮Ⅰ，经过换向轮Ⅰ由横向变为竖向，穿过出丝口Ⅰ，进入进丝口Ⅱ，经过换向轮Ⅱ由竖向变为横向，由收丝部分的夹持机构夹紧且由横向往复移动机构运送至支撑轮Ⅱ，穿过出丝口Ⅱ，穿过收丝部分的辅助穿丝支架Ⅰ的穿丝孔、两个辅助穿丝轮、排线组件，进入收丝部分的两个半圆柱绕丝辊之间，收丝部分的绕丝驱动件驱动两个半圆柱绕丝辊旋转夹紧工作丝，辊轴的凸起和绕丝转针的凸起从旋转轨道进入限位轨道并卡在限位轨道中，旋转圆柱绕丝辊将工作丝缠绕到圆柱绕丝辊上。
[0006]进一步地，出丝部分中，辅助穿丝支架Ⅰ和导丝架上分别设置有用于判断穿丝孔和进丝口Ⅰ是否对准的红外线发射器Ⅰ和红外线接收器Ⅰ；收丝部分中，辅助穿丝支架Ⅰ和导丝架上分别设置有用于判断穿丝孔和出丝口Ⅱ是否对准的红外线发射器Ⅱ和红外线接收器Ⅱ。
[0007]进一步地，同一辅助穿丝支架Ⅰ的竖向限位杆上，两个辅助穿丝支架Ⅱ对称设置在穿丝孔两侧。
[0008]进一步地，导丝架与切割机架通过竖向往复移动机构连接，导丝架上设置有用于检测工作丝张力的张力传感器。
[0009]进一步地，排线组件为滚珠丝杠排线器，滚珠丝杠排线器包括丝杠，丝杠与辊轴上各设置有一个同步轮，丝杠上的同步轮与辊轴上的同步轮通过同步带连接。
[0010]进一步地，工作丝为金刚线锯。
[0011]本专利技术还提供一种穿丝方法，采用上述可自动穿丝、换丝的线锯切割装置进行，包括下述步骤：步骤一：将待切割碳纤维板上的封闭孔对准出丝口Ⅰ和进丝口Ⅱ，工作丝缠绕在出
丝部分的圆柱绕丝辊上；步骤二：出丝部分出丝绕丝转针的凸起卡在限位轨道中，圆柱绕丝辊为闭合状态，绕丝驱动件驱动圆柱绕丝辊正向旋转出丝，工作丝的头端旋出穿过出丝部分的排线组件、进入两个处于打开状态的辅助穿丝轮，辅助穿丝驱动件驱动辅助穿丝转针正向旋转夹紧工作丝，对工作丝进行校直，圆柱绕丝辊继续正向旋转出丝，进入辅助穿丝支架Ⅰ的穿丝孔、进丝口Ⅰ、经过支撑轮Ⅰ、由出丝部分的夹持机构夹紧且由横向往复移动机构运送至换向轮Ⅰ，经过换向轮Ⅰ由横向变为竖向，穿过出丝口Ⅰ和封闭孔；步骤三：收丝部分收丝工作丝的头端进入进丝口Ⅱ，经过换向轮Ⅱ由竖向变为横向，由收丝部分的夹持机构夹紧且由横向往复移动机构运送至支撑轮Ⅱ，穿过出丝口Ⅱ，穿过辅助穿丝支架Ⅰ的穿丝孔、两个处于打开状态的辅助穿丝轮、排线组件，进入收丝部分的两个半圆柱绕丝辊之间，收丝部分的绕丝驱动件驱动两个半圆柱绕丝辊正向旋转闭合夹紧工作丝，辊轴和绕丝转针的凸起从旋转轨道进入限位轨道并卡在限位轨道中，旋转圆柱绕丝辊将工作丝缠绕到圆柱绕丝辊上。
[0012]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可自动穿丝、换丝的线锯切割装置，其特征在于，包括切割机架、工作丝以及安装在切割机架上的出丝部分和收丝部分；所述出丝部分和收丝部分竖向设置在切割机架上，均包括绕丝组件、排线组件、辅助穿丝组件和导丝组件；所述绕丝组件包括两个半圆柱绕丝辊、辊轴、绕丝转针和绕丝驱动件；所述半圆柱绕丝辊的半圆形端面上设置有半绕丝转针槽，两个半圆柱绕丝辊贴合构成圆柱绕丝辊，圆柱绕丝辊的圆形端面上由两个半绕丝转针槽构成绕丝转针槽，半圆柱绕丝辊的轴向切面穿过绕丝转针槽的中心，绕丝转针槽的中心两侧设置有绕丝转针轨道，绕丝转针轨道为向绕丝转针槽中心弯曲的弧形轨道，每条绕丝转针轨道被半圆柱绕丝辊的轴向切面切割成分别位于两个半圆柱绕丝辊上的旋转轨道和限位轨道，旋转轨道的深度小于限位轨道的深度；所述辊轴和绕丝转针分别位于圆柱绕丝辊的两端，辊轴和绕丝转针上均设置有与绕丝转针轨道滑动卡接的凸起，辊轴转动安装在切割机架上，绕丝转针由绕丝驱动件驱动旋转；所述辅助穿丝组件包括辅助穿丝支架Ⅰ、辅助穿丝支架Ⅱ、辅助穿丝轮、辅助穿丝转针和辅助穿丝驱动件；所述辅助穿丝支架Ⅰ与切割机架通过竖向往复移动机构连接，辅助穿丝支架Ⅰ上设置有朝向导丝组件的穿丝孔和朝向绕丝组件和排线组件的开口，开口上设置有竖向限位杆，竖向限位杆上滑动设置有两个辅助穿丝支架Ⅱ；所述辅助穿丝支架Ⅱ的开口与辅助穿丝支架Ⅰ的开口相对设置，辅助穿丝支架Ⅱ的开口上转动安装有辅助穿丝轮，两个辅助穿丝支架Ⅱ与辅助穿丝轮平行的侧板外侧设置有半辅助穿丝转针槽，两个辅助穿丝支架Ⅱ贴合后两个半辅助穿丝转针槽构成辅助穿丝转针槽，两个辅助穿丝支架Ⅱ的相接面穿过辅助穿丝转针槽的中心，辅助穿丝转针槽的中心两侧设置有辅助穿丝转针轨道，辅助穿丝转针轨道为向辅助穿丝转针槽中心弯曲的弧形轨道；所述辅助穿丝转针位于辅助穿丝转针槽中，辅助穿丝转针上设置有与辅助穿丝转针轨道滑动卡接的凸起，由辅助穿丝驱动件驱动旋转；所述导丝组件包括导丝架以及设置在导丝架中的支撑轮、换向轮和横向往复移动机构；所述导丝架横向设置，出丝部分的导丝架的横向两端设置有进丝口Ⅰ和出丝口Ⅰ，收丝部分的导丝架的横向两端设置有进丝口Ⅱ和出丝口Ⅱ，进丝口Ⅰ朝向出丝部分的辅助穿丝组件，出丝口Ⅱ朝向收丝部分的辅助穿丝组件，出丝口Ⅰ和进丝口Ⅱ相对设置；出丝部分的导丝架中，支撑轮Ⅰ靠近进丝口Ⅰ，换向轮Ⅰ靠近出丝口Ⅰ；收丝部分的导丝架中，支撑轮Ⅱ靠近出丝口Ⅱ，换向轮Ⅱ靠近进丝口Ⅱ；所述横向往复移动机构上设置有夹持机构，横向往复移动机构带动夹持机构在换向轮和支撑轮之间横向往复移动；所述工作丝从出丝部分的圆柱绕丝辊引出，穿过出丝部分的排线组件、两个辅助穿丝轮、辅助穿丝支架Ⅰ的穿丝孔，进入进丝口Ⅰ、经过支撑轮Ⅰ、由出丝部分的夹持机构夹紧且由横向往复移动机构运送至换向轮Ⅰ，经过换向轮Ⅰ由横向变为竖向，穿过出丝口Ⅰ，进入进丝口Ⅱ，经过换向轮Ⅱ由竖向变为横向，由收丝部分的夹持机构夹紧且由横向往复移动机构
运送至支撑轮Ⅱ，穿过出丝口Ⅱ，穿过收丝部分的辅助穿丝支架Ⅰ的穿丝孔、两个辅助穿丝轮、排线组件，进入收丝部分的两个半圆柱绕丝辊之间，收丝部分的绕丝驱动件驱动两个半圆柱绕丝辊旋转夹紧工作丝，辊轴的凸起和绕丝转针的凸起从旋转轨道进入限位轨道并卡在限位轨道中，旋转圆柱绕丝辊将工作丝缠绕到圆柱绕丝辊上。2.根据权利要求1所述的可自动穿丝、换丝的线锯切割装置，其特征在于，所述出丝部分中，辅助穿丝支架Ⅰ和导丝架上分别设置有用于判断穿丝孔和...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁建国，赵晓冬，刘丽华，段昱杰，成玥璋，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：