线切割机自动保护器制造技术

本实用新型专利技术是一种用于数控线切割机的自动保护器。它具有遇加工结束、切割线断和冷却液溢出，能自动切断总电源，报警及对贮丝筒电机进行急刹制动。遇突然停电时，对贮丝筒电机同样有急刹制动功能。整个保护器主要由集成电路元件控制。它的特点是：电路设计新颖、可靠，不必变更机器原电气线路，能适用于国内各种型号的线切割机。（*该技术在2001年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术是一种用于数控线切割机的自动保护器。国内现有的线切割机，在加工过程中随时会出现以下几种情况(1)当机器工作时，一旦出现切割线断，运丝电机将仍然带动贮丝筒高速旋转，其后果，轻则会把贮丝筒上剩余的切割线滚乱，使此切割线不能继续使用，造成浪费；重则会出现由于切割线卡住运丝机构，而使运丝电机烧毁，或使传动齿轮打坏等严重事故。(2)加工过程中有时还会发生因冷却液槽出水口被堵塞，使冷却液溢出，大量溢出的冷却液将流入机床电器内，破坏其绝缘，造成电器短路及机床带电，甚至会造成人身触电事故。(3)线切割机工作时，一旦突然停电，由于机中整个运丝机构有较大的转动惯量和运动惯性，它将导致贮丝筒上的限位器越过限位开关，造成切割线拉断，有的线切割机还会导致丝杆上的螺母飞出等事故。(4)当机床无人看守加工时，一旦加工结束，由于上述线切割机不能自动切断总电源，所以它将造成电能浪费，甚至导致各种重大事故。本自动保护器是为克服现有线切割机存在着上述缺点而设计的。它具有遇切割线断或冷却液溢出及加工结束，能自动切断线切割机的总电源、报警和对贮丝筒电机进行急刹制动；遇突然停电时，对贮丝筒电机同样能急刹制动。它的特点是不必变更机器原电气线路，能通用于国内各种型号的线切割机。下面围绕本技术如何来完成上述功能，进行详细描述。本技术主要由以下几方面电路组成电源电路(1)；报警电路(2)；切割线与液位检测电路(3)；执行电路(4)；加工结束检测电路(5)；工作指示电路(6)。具体电路见附图说明图1。图1为本线切割机自动保护器的电原理图。图2为本线切割机自动保护器与原线切割机各部分电路的连接、取样、控制关系图。图3为脉冲极性不符或共“地”关系不符时，“加工结束检测电路”取样信号的引入方式图。本保护器“加工结束检测电路”的取样信号，其中来自X和Y步进电机的驱动电路，有时这些电路不允许与本保护器的电路连接，为解决这些问题，图3采用的方法，是用光电耦合器件耦合，使本保护器电路与这些电路隔离。图4为“加工结束检测电路”的采样信号，取自高频电源或高频电源内继电器的一个剩余触点时的实施方案图。它可直接通过C0和R0，取自高频电源的脉冲输出；有些线切割机加工结束时利用高频电源内的一只继电器关闭其功放电路，因此也可利用此功放控制继电器的一组多余触点进行取样(如图4虚线内所示)。图5为图1的方框图。图中 1－电源电路；2－报警电路；3－切割线与液位检测电路；4－执行电路；5－加工结束检测电路；6－指示电路；7－总电源控制电路；8－运丝电机制动电路；9－控制台；10－高频电源；11－振荡电路；12－功放电路；13－冷却液槽；14、15－液位探针；16－切割线；17－X／Y步进电机驱动电路；①～⑨集成块接线脚；A、B、C、O－三相电源的三个相和零线；B1－变压器；BX1～3－熔断丝；C0～6－电容；CJ－起动交流接触器及其线包；CJ-1～6－起动交流接触器CJ的触点；D1～13－二极管；D14－稳压管；IC0－光电耦合器；IC1－音乐芯片；IC2－负载传感器；IC3－四2输入端“与非”门集成块(IC3a、IC3b、IC3c、IC3d)；J－继电器及其线包；J0－高频电源中继电器的一个剩余触点；J－1、J－2－继电器J的触点；K1－开关；LED－发光二极管；R0～8－电阻；V1～2－三极管；Y－扬声器；YD－运丝电机；a－电源电路输出电源正极；b－电源电路输出电源负极；X－X步进电机；Y－Y步进电机；X’、Y’－加工结束信号取样接口，即X步进电机或Y步进电机的驱动电路上的光电耦合器的输出端，或高频电源输出端，或高频电源内继电器的一个剩余触点。下面叙述本自动保护器的基本工作过程，见图1和图5。当电路投入工作时，“指示电路”中LED亮。一旦被监控的线切割机在加工过程中发生切割线断或冷却液位超过限定的高度，其相应的“切割线与液位检测电路”便输出信号，推动执行电路动作，切断线切割机的总电源，并对运丝电机进行电磁制动，同时由报警电路发出报警信号，以提醒操作人员及时排除故障。当线切割机加工工序结束时，相应的“加工结束检测电路”同样也能输出控制信号，推动执行电路动作，随即切断线切割机的总电源及对运丝电机进行制动。当突然停电时，电路对运丝电机的制动仍然有效。下面将详细叙述本自动保护器的具体电路原理。一、主要元器件的工作特性及主要电路的组成情况(一)IC2是一种新型的负载传感器，它的基本特性是当1、2脚构成回路(回路电阻≤50KΩ)时，其第4脚输出高电平，而当1、2脚开路(或回路电阻＞50KΩ)时，则第4脚呈低电平，在电路中，它用于检测切割线的通断状态。(二)IC3是一只四2输入端“与非”门电路，它与各外围元件分别构成液位与加工结束检测电路，同时还对IC2的输出信号进行逻辑传输。(三)电路选用能直接工作于9－12伏供电状态的音乐芯片IC1组成报警单元，其触发端由J的一组常开触点J－2控制。(四)由于机床中不便加装机械制动装置，而且要求突然停电时对运丝电机(YD)也须有效地制动，所以电路采用电容储能式电磁制动方案，并利用原机起动交流接触器的两组常闭触点CJ－5、CJ－6控制储能电容C5的充放电转换。当机器启动后，CJ－5、CJ－6均开路，此时C5被充电，而当CJ释放停机时，CJ－5、CJ－6随之闭合，C5对运丝电机(YD)绕组放电，施行电磁制动。二、具体电路工作原理(一).“切割线与液位检测电路”工作原理。检测电路工作后，如果切割线完好，而且冷却液没有溢出(液位较低时)，IC2第4脚呈高电平，IC3a的两个“与”输入端同为高电平，此时它输出低电平；当切割线断或冷却液位过高时，IC3a至少有一个输入端呈低电平，此时它输出高电平，并经D10、R2推动V2导通，J线包工作，使其串联于起动回路的常闭触点J－1开路，CJ释放，使整机断电，随后运丝电机被制动，IC1同时发出报警信号。(二).“加工结束检测电路”工作原理。在由IC3b、IC3c、IC3d等元件组成的“加工结束检测电路(5)”中，其检测信号分别通过R5和R6取自线切割机中的X和Y两只步进电机的驱动电路(对某些加工结束后，能自动关闭高频电源的线切割机，其信号也可以取自相应的高频电源或高频电源内继电器的一个剩余触点，如图4)。图中IC3c是为防止机器工作前呈死机状态而设置的。当机器启动后，步进电机(或高频电源或高频电源内的继电器)还没有开始工作时，IC3c的输入端为低电平，其输出端的高电平一路直接加到IC3d的输入端，使IC3d的输出端呈低电平，另一路经D12至IC3b的输入端，并对C4充电，此时IC3b输出为低电平。当步进电机(或高频电源或高频电源内继电器)开始工作，并经R5或R6向电路输入第一个正脉冲时，该脉冲一路经D8加到IC3c的输入端，使其输出端向低电平跳变，此时IC3d的输入端便被拉为低电平，它输出的高电平又通过D13加到IC3c的输入端，使得IC3c的输出端恒定为低电平，此后IC3c对IC3b便失去控制作用，IC3b输入端所需的高电平信号由驱动脉冲经D7提供，尽管在运丝电机换向时，步进电机及高频电源均有短时间处于关闭状态，但由于C4有足够的容量，可在一定的时间内使IC3b的输入端维持于高电平状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种线切割机自动保护器，设有电源电路（１）、报警电路（２）、切割线与液位检测电路（３）、执行电路（４）、加工结束检测电路（５）、指示电路（６），本实用新型的特征是：ａ．所说的切割线与液位检测电路（３）的组成为：一只负载传感器ＩＣ↓［２］，其第１脚（①）与切割线金属上导轮相连，第２脚（②）与切割线金属下导轮相连并通过电容Ｃ↓［６］与电源电路（１）的输出电源负极（ｂ）相连，第３脚（③）与电源电路（１）的输出电源正极（ａ）相连，第５脚与电源负极（ｂ）相连，第４脚与一四２输入端“与非”门集成块ＩＣ↓［３］中的ＩＣ↓［３ａ］的第１脚（⑥）相连，ＩＣ↓［３ａ］的第２脚（⑦）通过电阻Ｒ↓［１］与电源正极（ａ）相连，并直接连接一探针（１４），在电源负极（ｂ）上连有另一根探针（１５），探针的顶端在冷却液位的最高限位置上，ＩＣ↓［３ａ］的第３脚（⑧）与执行电路（４）中的二极管Ｄ↓［１０］正极相连；ｂ．所说的加工结束检测电路（５）的组成为：四２输入端“与非”门集成块ＩＣ↓［３］中的ＩＣ↓［３ｂ］的第４脚（＊）与执行电路（４）中的二极管Ｄ↓［１１］正极相连，ＩＣ↓［３ｂ］的第５、６脚（⑨、⑩）与一二极管Ｄ↓［１２］的负极相连并与一端接在电源负极（ｂ）上的电阻Ｒ↓［３］的另一端及负极接在电源负极（ｂ）上的电容Ｃ↓［４］的正极相连，ＩＣ↓［３］中的ＩＣ↓［３ｃ］的第８、９脚（＊＊）与一二极管Ｄ↓［１３］的负极相连，并与一端接在电源负极上的电阻Ｒ↓［４］的另一端及正极接在电源负极上的稳压管Ｄ↓［１４］的负极相连，ＩＣ↓［３ｃ］的第１０脚（＊）与ＩＣ↓［３］中的ＩＣ↓［３ｄ］的第１２、１３脚（＊＊）相连，并连在Ｄ↓［１２］的正极上，ＩＣ↓［３ｄ］的第１１脚（＊）连在Ｄ↓［１３］的正极上，ＩＣ↓［３ｃ］的第１４脚（＊）与电源正极（ａ）相连，ＩＣ↓［３ｄ］的第７脚（＊）与电源负极（ｂ）相连，另外，有二只二极管Ｄ↓［７］、Ｄ↓［８］的负极分别接在ＩＣ↓［３ｂ］的第５、６脚上和ＩＣ↓［３ｃ］的第８、９脚上，二极管Ｄ↓［７］、Ｄ↓［８］的正极相连后各通过一只电阻Ｒ↓［５］、Ｒ↓［６］与加工结束信号取样接口（Ｘ’，Ｙ’）相连；Ｃ．所说的执行电路（４）的组成为：一三极管Ｖ↓［２］的基极通过一电阻Ｒ↓［２］与二极管Ｄ↓［１０］、Ｄ↓［１１］的负极相连，Ｖ↓［２］的发射极连在电源负极（ｂ）上，Ｖ↓［２］的集电极通过继电器线包Ｊ与电源正极（ａ）连接，有一二极管Ｄ...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王国君，陈祖补，
申请(专利权)人：王国君，陈祖补，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]