专利名称：线张力平衡控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及线切割放电加工机的部件结构改良，具体地说是涉及线切割放电加工机中线型刀具的线张力平衡机构。
背景技术：
针对习知线切割放电加工机的线型刀具通常为可导电的线电极而言，线电极在放电加工的过程中是持续不断的跑动，线电极的张力必须维持在适当的范围内并尽量保持恒定，因线电极的张力变化会影响被加工件的尺寸精度，更需避免线电极张力过大时，造成断线而使加工中断。所以在习知的公开技术如台湾的新型专利第M265149号、新型专利第M357332号、发明专利第1257887号等所揭露者，线电极的引导与张力控制装置主要是组合一些大小不一的滚轮组，包括如导线轮组、收线轮组，搭配收线驱动、张力控制伺服马达组，或者有再搭配压线皮带的机构，做引导线电极的送线及收线等运动及做线电极的张力控制。上述的习知技术中针对线电极的线张力大小能做相对应的控制。例如，图1为习知的线切割放电加工机的控制线张力滚轮装置的整体配置图，如图1中所示，一出线滚轮10承载线电极50卷绕成捆，并出线至第一导轮12处，线电极50绕经线张力滚轮30与相邻的第二导轮121之间，该线张力滚轮30受到一包括伺服马达22在内的线张力控制装置20的控制驱动，该伺服马达22电连接至一位置回授装置24，通过位置回授装置24作为模式命令的切换讯息接收装置，使该线张力控制装置20可以对伺服马达22送出位置控制模式或扭力控制模式或速度控制模式，让伺服马达22控制线张力滚轮30的动作；接着该线电极50依序贯穿一包含线切断器42的线头夹持装置40，及一上机头44、一被加工工件60、一下机头46，至第三导轮122时该线电极50则转向送入后收线滚轮组47，该后收线轮组47由一后收线驱动马达48驱动收线动作。虽然上述的习知技术中针对线电极的线张力大小能做相对应的控制，但因承载线电极的线轴在满线的状况时，依线电极的规格不同会有不同的满线重量，例如依目前市面上的标准规格，有满线铜线轴一捆16Kg者、IOKg者、5Kg者、3Kg者等不同，依放电加工的过程随时间会逐渐重量减少，会影响线电极拉力的大小与出线速度，进而影响线电极张力与出线速度变化，变化幅度过大时，则会产生线电极振动的现象，对线切割放电加工机的切割精度就会发生不良的影响。另者则有如台湾发明专利1255212号所揭露一种适用于微小线切割放电加工机之微细线张力控制机构，则主要是包括一基板、一给线线轴、一收线线轴、一盘状磁性材料、一盘状钢铁材料、一磁力大小调整机构、及一磁力大小指示器等所组合而成；以磁力大小调整机构作旋转调整时，盘状磁性材料底座将带动盘状磁性材料前进或后退，因此磁力作用的有效距离也将随之改变，所以盘状钢铁材料被盘状磁性材料吸附的力量也随之改变，如此，便可精密控制微细线的线张力。但此机构不适合大型的线切割放电加工机的线走行系系统，及控制如上述在承载线电极的线轴在满线时，高重量线轴的线张力。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了两种属于同一个总的发明构思的线张力平衡控制装置，该两种线张力平衡控制装置皆是利用力矩平衡原理以达到控制线张力能够保持衡定的目的，进而达到减少因线张力变化波动幅度大产生振动的功能。本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是:本发明的一种线张力平衡控制装置:包括转轴、同方向直线形杆和另一方向分支的直线形杆，所述转轴为固定不移动的支点，所述同方向直线形杆于其中间处连接于转轴上，所述另一方向分支的直线形杆的一端连接于转轴上，所述同方向直线形杆和所述另一方向分支的直线形杆两者之间的角度固定，各所述直线形杆上分别能够悬挂不同的配重物，其中一直线形杆的一端上固定设置有供线电极绕经的承线物，所述承线物的重力力矩、所述配重物的重力力矩和所述线电极的拉力力矩达成力矩平衡状态。其中，各所述直线形杆上分别开设有若干用于装设配重物的连接孔，该连接孔较佳是圆孔。其中，所述配重物可以分别为不同重量的配重圆。其中，所述承线物较佳为绳轮。较佳地，所述同方向直线形杆和所述另一方向分支的直线形杆一体连接。本发明的另一种线张力平衡控制装置:包括转轴、同方向直线形杆和另一方向分支的直线形杆，所述转轴为固定不移动的支点，所述同方向直线形杆连接于转轴上，所述另一方向分支的直线形杆的一端连接于转轴上，所述同方向直线形杆和所述另一方向分支的直线形杆两者之间的角度固定，设有弹簧，所述弹簧一端连接于所述另一方向分支的直线形杆且另一端为固定不动的固定端，其中一直线形杆的一端上固定设置有供线电极绕经的承线物，所述承线物的重力力矩、弹簧的弹力力矩和所述线电极的拉力力矩达成力矩平衡状态。较佳地，所述承线物为绳轮。较佳地，所述同方向直线形杆和所述另一方向分支的直线形杆一体连接。本发明的有益效果是:本发明使线电极绕经承线物，依据力矩平衡原理，通过调整配重物的重力力矩或弹簧的弹力力矩来平衡线电极拉力力矩的变化，以此来控制线拉力保持衡定，达到减少线张力与出线速度变化波动幅度大所产生的振动的功能。
图1为习用的线切割放电加工机的控制线张力滚轮装置整体配置示意图；图2为本发明实施例1的线张力平衡控制装置于配重零力矩机构位置示意图；图3为本发明实施例1的线张力平衡控制装置于配重扭力矩机构位置示意图；图4为本发明实施例1的线张力平衡控制装置于配重零力矩作用平衡示意图；图5为本发明实施例1的线张力平衡控制装置于配重扭力矩作用平衡示意图；图6为本发明实施例2的线张力平衡控制装置于弹力扭力矩作用平衡示意图。
具体实施例方式以下通过特定的具体实例说明本发明的具体实施方式
，熟悉此技艺的人士可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不悖离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。实施例1:本发明的线张力平衡控制装置将可以设置于如图1所示的该出线滚轮10至该线张力滚轮30中间，以平衡该线电极50的张力变化。图2为本发明线张力平衡控制装置于配重零力矩平衡状态的机构位置示意图，如图2所示,包括一转轴70为固定不移动的支点；一中心线100为表示通过该转轴70中心点的垂直线；一同方向直线形杆80的中间固锁于该转轴70上，另一方向分支的直线形杆81的一端相连至该转轴70 ;该同方向直线形杆80及另一方向分支的直线形杆81上，皆分别有数个可以悬挂配重物的圆孔82;于该另一方向分支的直线形杆81上的数个圆孔82中之一，悬挂一配重圆90，于此配重圆90零力矩平衡状态时，该另一方向分支的直线形杆81的位置正位于该垂直中心线100上；于该同方向直线形杆80的一端上的数个圆孔82中之一，则悬挂一平衡配重圆91 ;于该同方向直线形杆80的另一端上固定设置一绳轮71，将供该线电极50绕经该绳轮71的圆周外缘处。图3为本发明线张力平衡控制装置于配重扭力矩机构位置示意图，如图3所示，当该线张力平衡控制装置以转轴70为固定不移动的支点，因发生逆时针方向的旋转时，该另一方向分支的直线形杆81离开该垂直中心线100的位置；于该另一方向分支的直线形杆81上所悬挂该配重圆90的重力，就会产生顺时针方向的扭力矩，依力矩平衡原理，将与该平衡配重圆91重力的扭力矩、该绳轮71重力的扭力矩，达到平衡状态而静止。图4为本发明线张力平衡控制装置于配重零力矩作用平衡示意，如图4所示，当由该出线滚轮10的该线电极50绕经本发明线张力平衡控制装置的该绳轮71上时，一向上的线拉力F将作用在该绳轮71上，因此对该转轴70的支点发生逆时针方向扭力矩；同样依力矩平衡原理，将与该平衡配重圆91重力的扭力矩、该绳轮71重力的扭力矩及与该配重圆90重力Wtl的扭力矩，达到平衡状态；若该直线形杆81的位置仍在该垂直中心线100上，该另一方向分支的直线形杆81上所悬挂该配重圆90的重力扭力矩，则是在零力矩平衡状态。图5为本发明线张力平衡控制装置于配重扭力矩作用平衡示意图，如图5所示当该向上的线拉力F将作用在该绳轮71上，因此对转轴70的支点发生逆时针方向扭力矩；依该线拉力F的大小，该线张力平衡控制装置以转轴70为固定不移动的支点，在发生不同角度的逆时针方向旋转时，该另一方向分支的直线形杆81离开该垂直中心线100的位置，该配重圆90垂直方向的重力W。，可产生平行于该同方向直线形杆80的分力W2，及垂直于该同方向直线形杆80的分力W1，该分力W1则产生顺时针方向的扭力矩，同样依据力矩平衡原理，将与该线拉力F逆时针方向扭力矩、该平衡配重圆91重力的扭力矩、该绳轮71重力的扭力矩，达到平衡状态。实施例2:本实施例为本发明的另一种线张力平衡控制装置，如图6所示，其与实施例I的区别在于，该另一方向分支的直线形杆81的该圆孔82上，可以连接一弹簧92，该弹簧92的另一端为固定端，依弹簧力学的原理f = k X，其中k:弹力常数X:弹簧的变形量因该线拉力F的大小形成不同的逆时针方向扭力矩，造成弹簧不同的变形量X，所以会产生不同大小弹力f及顺时针方向扭力，以不同形式及材料的弹簧，匹配适合的弹力常数k以产生适合大小的弹力。所以可以仿真成为避震装置的阻尼系统，该阻尼系统的动力微分方程式，可表示为f (t) = m X +c i +kx此方程式可以用来表示三种不同阻尼系统的状态，一、过阻尼系统(overdamping) ;二、临界阻尼系统(critical damping);三、欠阻尼系统(under damping),在最佳的临界阻尼系统状态时，弹簧的弹力刚好做为缓冲以减低振动。故本发明系为一种应用于线切割放电加工机中线电极的线张力平衡机构，通过调整不同配重物重量与扭力矩的匹配，或以弹簧的弹力力矩来平衡线电极拉力力矩，依据力矩平衡原理以控制线拉力能保持衡定，达到减少线张力与出线速度变化波动幅度大所产生的振动的功能。上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
1.一种线张力平衡控制装置，其特征在于:包括转轴、同方向直线形杆和另一方向分支的直线形杆，所述转轴为固定不移动的支点，所述同方向直线形杆于其中间处连接于转轴上，所述另一方向分支的直线形杆的一端连接于转轴上，所述同方向直线形杆和所述另一方向分支的直线形杆两者之间的角度固定，各所述直线形杆上分别能够悬挂不同的配重物，其中一直线形杆的一端上固定设置有供线电极绕经的承线物，所述承线物的重力力矩、所述配重物的重力力矩和所述线电极的拉力力矩达成力矩平衡状态。
2.如权利要求1所述的线张力平衡控制装置，其特征在于:各所述直线形杆上分别开设有若干用于装设配重物的连接孔。
3.如权利要求1所述的线张力平衡控制装置，其特征在于:所述配重物分别为不同重量的配重圆。
4.如权利要求1所述的线张力平衡控制装置，其特征在于:所述承线物为绳轮。
5.如权利要求1所述的线张力平衡控制装置，其特征在于:所述同方向直线形杆和所述另一方向分支的直线形杆一体连接。
6.一种线张力平衡控制装置，其特征在于:包括转轴、同方向直线形杆和另一方向分支的直线形杆，所述转轴为固定不移动的支点，所述同方向直线形杆连接于转轴上，所述另一方向分支的直线形杆的一端连接于转轴上，所述同方向直线形杆和所述另一方向分支的直线形杆两者之间的角度固定，设有弹簧，所述弹簧一端连接于所述另一方向分支的直线形杆且另一端为固定不动的固定端，其中一直线形杆的一端上固定设置有供线电极绕经的承线物，所述承线物的重力力矩、弹簧的弹力力矩和所述线电极的拉力力矩达成力矩平衡状态。
7.如权利要求6所述的线张力平衡控制装置，其特征在于:所述承线物为绳轮。
8.如权利要求6所述的线张力平衡控制装置，其特征在于:所述同方向直线形杆和所述另一方向分支的直线形杆一体连接。
全文摘要
本发明公开了两种共同基于力矩平衡原理的线张力平衡控制装置，包括转轴、同方向直线形杆和另一方向分支的直线形杆，所述转轴为固定不移动的支点，所述同方向直线形杆连接于转轴上，所述另一方向分支的直线形杆的一端连接于转轴上，其中一直线形杆的一端上固定设置有供线电极绕经的承线物，在所述直线形杆上悬挂合适的配重物或在所述另一方向分支的直线形杆上连接一端固定的弹簧，通过调整不同配重物重量与扭力矩匹配，或以弹簧的弹力力矩来平衡线电极拉力力矩，依据力矩平衡原理以控制线拉力能保持衡定，达到减少线张力与出线速度变化波动幅度大所产生的振动的功能。
文档编号B23H7/10GK103203507SQ20121000939
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者梁瑞芳, 温坤铭 申请人:昆山徕通机电科技有限公司