运丝筒前置数控电火花线切割机及穿丝退丝方法与流程

本发明涉及线切割领域，尤其是涉及一种运丝筒前置数控电火花线切割机及穿丝退丝方法。

背景技术：

电火花加工又称电蚀加工或放电加工，它采用金属导线作为工具电机切割工件，利用工件与工具电机之间的间隙脉冲放电所产生的局部瞬时高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。

现有技术中的电火花线切割机的结构如图1和图2所示，包括有工作台1’、运丝筒2’、线架立柱4’、线架5’。其中运丝筒2’一侧安装有轴承座3’，轴承座3’外侧还安装有用于驱动运丝筒2’的运丝电机11’。线架5’在水平方向上垂直于线架立柱4’，并与线架立柱4’连接，线架5’上设置有用于穿过电极丝10’的导轮9’；运丝筒2’设置于线架立柱4’一侧，工件8’设置于线架立柱4’的另一侧，工件8’设置于两个线架5’之间并穿过电极丝10’。控制装置6’设置于切割机工作区域外并与导轮9’和运丝电机11’等通信连接。

上述电火花线切割机在穿丝过程中，由于穿丝需要从运丝筒2’，绕过导轮9’，并穿过工件8’，最后回到运丝筒2’。由于现有技术中的电火花线切割机的自身结构所限，操作者必须从切割机工作区域的线架立柱4’靠近运丝筒2’绕到线架立柱4’远离运丝筒2’一侧，然后再回位到初始位置。操作者的单次穿丝的穿丝路线7’较长(如图1所示)，不仅穿丝的时间长，影响了电火花线切割机的工作效率，而且增加了操作者的无效动作，以致操作者容易感到疲劳。

另外，运丝筒2’靠近线架立柱4’和线架5’，运丝筒2’在工作过程中的震动易于通过设置于电火花线切割机底部的平台传递至线架立柱4’和线架5’，导致线架立柱4’和线架5’震动，因而，电极丝10’容易在线架立柱4’和线架5’的震动环境下发生抖动，导致松丝、加工不稳定等问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种运丝筒前置数控电火花线切割机及穿丝退丝方法，该运丝筒前置数控电火花线切割机及穿丝退丝方法能够有效避免现有技术中的运丝筒震动带来的加工精度低以及系统工作不稳定的问题；以及有效避免操作者穿丝退丝过程中的行走路径长、劳动强度高、工作效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种运丝筒前置数控电火花线切割机，包括：龙门大架、运丝机构、支撑骨架、运丝筒和工作台；

所述龙门大架包括底板和设置于所述底板上的框架；所述框架内设置有用于支撑所述运丝机构并与所述底板固定连接的支撑骨架，以及用于操作者作业的工作台，工件设置于工作台的上方；所述运丝筒设置于所述框架的上端横梁的下部并与所述运丝机构通过电极丝连接；所述运丝筒、所述工件和所述工作台位于所述支撑骨架的同一侧。

电极丝从所述运丝筒展开，经过所述运丝机构后穿过所述工件，最后固定于所述运丝筒以形成闭环。

更进一步地，所述运丝机构包括有：后上导轮、后下导轮、前下导轮、前中导轮；

所述后上导轮与运丝筒平行设置且与所述框架的上端横梁连接；

所述后下导轮设置于后上导轮的下方并固定于所述支撑骨架上；

所述前下导轮设置于所述工作台和所述工件之间并与所述后下导轮水平，所述前下导轮与所述支撑骨架固定连接；

所述前中导轮设置于所述工件上，并固定于所述支撑骨架上；

所述前上导轮设置于所述前中导轮和所述运丝筒之间，并固定于所述支撑骨架上；

电极丝从运丝筒展开，依次经过所述后上导轮、所述后下导轮、所述前下导轮、所述工件、所述前中导轮和所述前上导轮，最后固定于所述运丝筒上以形成闭环。

更进一步地，所述后上导轮包括有导轮和导轮座；

所述导轮通过所述导轮座与所述龙门大架连接，所述导轮座下方设置有用于容纳所述导轮的槽孔，所述导轮穿过所述导轮座并与所述槽孔围设成用于穿过所述电极丝的闭合空间，所述导轮的轴线方向与所述槽孔的开槽方向垂直。

更进一步地，所述导轮外侧还设置有用于紧固所述导轮于所述导轮座上的锁紧块；

所述锁紧块的中部包覆于所述导轮的外表面上，所述锁紧块的两端通过连接件固定于所述导轮座。

更进一步地，所述后下导轮包括：分设于导轮两侧的定位组件和夹紧组件、用于驱动所述夹紧组件的动力源、与所述动力源和夹紧组件连接的活动阀，所述活动阀具有打开状态和闭合状态；

所述活动阀用于：

在处于闭合状态时，所述动力源驱动所述夹紧组件向所述定位组件的方向运动以减小所述定位组件和所述夹紧组件之间的间隙；

在处于打开状态时，所述动力源驱动所述夹紧组件向背离所述定位组件的方向运动以增大所述定位组件和所述夹紧组件之间的间隙。

更进一步地，所述后上导轮和所述后下导轮之间还设置有断丝检测导电块，所述断丝检测导电块与所述支撑骨架连接；

所述断丝检测导电块包括：穿装于螺杆上的导电块和分设于所述导电块两侧的两个绝缘固定座，所述导电块的两端在所述螺杆的轴线方向上嵌入两个所述绝缘固定座，两个所述绝缘固定座的远离所述导电块的端部通过锁止件固定。

更进一步地，所述运丝机构还设置有放电导电块，所述放电导电块与所述支撑骨架连接；

所述放电导电块包括：穿装于螺杆上的导电块和绝缘固定座，所述导电块的一端嵌入所述绝缘固定座，所述导电座背离所述绝缘固定座的端部以及所述绝缘固定座背离所述导电座的端部通过锁止件固定。

更进一步地，所述放电导电块设置于所述运丝筒和所述前中导轮之间；

和/或，

所述放电导电块设置于所述后下导轮和前下导轮之间。

更进一步地，所述运丝机构还设置有张力调整导轮，所述张力调整导轮设置于所述后下导轮和所述前下导轮之间；

所述张力调整导轮沿电极丝延伸的方向依次设置有第一固定导轮、活动导轮和第二固定导轮，所述第一固定导轮和第二固定导轮设置于所述电极丝一侧，所述活动导轮设置于所述电极丝的另一侧，所述张力调整导轮通过调节所述活动导轮施加于所述电极丝上的压紧力来调节所述电极丝的张力，所述张力调整导轮具有作业状态和非作业状态；

所述张力调整导轮用于：

在作业状态下，通过所述活动导轮压紧所述电极丝以使所述电极丝的张力恒定；

在非作业状态下，所述活动导轮停止施加作用力于所述电极丝以使所述电极丝松弛。

本发明还提供了一种穿丝退丝方法，包括以下步骤：

首次穿丝：所述电极丝从所述运丝筒展开，依次通过所述后上导轮、所述后下导轮、所述前下导轮、所述工件、所述前中导轮，最后固定于所述运丝筒上以形成闭环；

退丝：调节所述张力调整导轮于非作业状态以及调节所述后下导轮的所述活动阀于闭合状态后，所述电极丝与所述运丝筒分离并依次脱离所述前上导轮、所述前中导轮、所述工件以及所述前下导轮；

再次穿丝：调节所述张力调整导轮于作业状态以及调节所述后下导轮的所述活动阀于打开状态后，将所述电极丝的自由端依次穿过所述前下导轮、所述工件、所述前中导轮、放电导电块、前上导轮并固定于所述运丝筒上。

结合以上技术方案，由于本发明提供的电火花线切割机包括有龙门大架、运丝机构、支撑骨架、运丝筒和工作台。龙门大架包括底板和设置于底板上的框架；支撑骨架设置于框架内并与底板固定连接，用于支撑运丝机构；工作台设置于底板上，工件设置于工作台的上方；运丝筒设置于框架的上端横梁的下方并与运丝机构通过电极丝连接；运丝筒、工件和工作台位于支撑骨架的同一侧。

首先，由于支撑骨架设置于框架内并与底板固定连接，且运丝筒设置于龙门大架的框架的上端横梁的下方，运丝筒与支撑骨架彼此分离，运丝筒工作过程中产生的震动首先传递给龙门大架，龙门大架具有较好的稳定性，震动不会通过龙门大架传递给支撑骨架，因而有效避免了现有技术中的支撑骨架由于靠近运丝筒，运丝筒的震动易于传递给支撑骨架，使得支撑骨架上的电极丝震动而导致的加工精度不良的问题。

其次，在工件正常加工的过程中，需要对电极丝进行退丝和穿丝处理，即加工完一个工件后需要进行退丝处理，当需要再次加工时，需要对工件进行穿丝处理。由于运丝筒、工件和工作台位于支撑骨架的同一侧：

在退丝过程中，操作者将电极丝与运丝筒分离，然后将电极丝脱离工件，此时位于工作台后段的电极丝不会脱离运丝机构。操作者仅需站立于工作台一侧进行作业，无需行走到工作台另一侧，操作时间得到了大幅减少、降低了劳动强度、提高了工作效率。

在穿丝过程中，操作者将电极丝穿过工件后并将电极丝的自由端固定于运丝筒上以形成闭环。操作者仅需站立于工作台一侧进行作业，无需行走到工作台另一侧，操作时间得到了大幅减少、降低了劳动强度、提高了工作效率。

综上，本发明提供的运丝筒前置数控电火花线切割机及穿丝退丝方法所产生的有益效果在于：

1、运丝筒的工作过程中的震动不会传递给支撑骨架，避免了支撑骨架上的电极丝震动，因而加工精度高、系统工作稳定。

2、操作者在退丝和穿丝过程中仅需站立于龙门大架的一侧进行，操作时间得到了大幅减少、降低了劳动强度、提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的电火花线切割机的俯视图；

图2为图1的正视图；

图3为本发明提供的运丝筒前置数控电火花线切割机的俯视图；

图4为图3的正视图；

图5为运丝机构的结构示意图；

图6为后上导轮的正视图；

图7为图6的俯视图；

图8为后下导轮的整体结构示意图；

图9为后下导轮的分解示意图；

图10为断丝检测导电块的结构示意图；

图11为放电导电块的结构示意图；

图12为张力调整导轮的结构示意图。

附图标记：

1’-工作台； 2’-运丝筒； 3’-轴承座；

4’-线架立柱； 5’-线架； 6’-控制装置；

7’-穿丝路线； 8’-工件； 9’-导轮；

10’-电极丝； 11’-运丝电机； 1-龙门大架；

2-运丝机构； 3-支撑骨架； 4-运丝筒；

5-工作台； 6-工件； 11-底板；

12-框架； 21-后上导轮； 22-后下导轮；

23-前下导轮； 24-前中导轮； 25-断丝检测导电块；

26-放电导电块； 27-张力调整导轮； 28-前上导轮；

31-线架立柱； 32-线架； 211-导轮；

212-导轮座； 213-锁紧块； 221-导轮；

222-定位组件； 223-夹紧组件； 224-动力源；

251-导电块； 252-绝缘固定座； 253-螺杆；

254-锁止件； 261-导电块； 262-绝缘固定座；

263-螺杆； 264-锁止件； 271-第一固定导轮；

272-活动导轮； 273-第二固定导轮。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例1

本实施例提供了一种运丝筒前置数控电火花线切割机。包括：龙门大架1、运丝机构2、支撑骨架3、运丝筒4和工作台5。

请参见图3、图4和图5，龙门大架1包括底板11和设置于底板11上的框架12；框架12内设置有用于支撑运丝机构2并与底板11固定连接的支撑骨架3，以及用于操作者作业的工作台5，工件6设置于工作台5的上方；运丝筒4设置于框架12的上端横梁的下部并与运丝机构2通过电极丝连接。运丝筒4、工件6和工作台5位于支撑骨架3的同一侧。电极丝从运丝筒4展开，经过运丝机构2后穿过工件6，最后固定于运丝筒4以形成闭环。

首先，由于支撑骨架3设置于框架12内并与底板11固定连接，且运丝筒4设置于龙门大架1的框架12的上端横梁的下方，运丝筒4与支撑骨架3彼此分离，运丝筒4工作过程中产生的震动首先传递给龙门大架1，龙门大架1具有较好的稳定性，震动不会通过龙门大架1传递给支撑骨架3，因而有效避免了现有技术中的支撑骨架3由于靠近运丝筒4，运丝筒4的震动易于传递给支撑骨架3，使得支撑骨架3上的电极丝震动而导致的加工精度不良的问题。

其次，在工件6加工的过程中，由于运丝筒4、工件6和工作台5位于支撑骨架3的同一侧。在退丝过程中，操作者将电极丝与运丝筒4分离，然后将电极丝脱离工件6，此时位于工作台5后段的电极丝不会脱离运丝机构2预设的轨道。操作者仅需站立于工作台5的一侧进行作业，无需行走到工作台5另一侧。在穿丝过程中，操作者将电极丝穿过工件6后将电极丝的自由端固定于运丝筒4上以形成闭环。操作者仅需站立于工作台5的一侧进行作业，无需行走到工作台5另一侧。

本实施例的可选方案中，支撑骨架3包括有线架立柱31和线架32。其中，线架立柱31竖直设置于工作台5上，线架32与线架立柱31垂直，线架32的两端均伸出于线架立柱31，且线架32平行设置有多个以满足运丝机构2的使用需求。优选地，线架32设置有三个。

本实施例的可选方案中，运丝机构2包括有：后上导轮21、后下导轮22、前下导轮23、前中导轮24和前上导轮28，其中：

后上导轮21与运丝筒4平行设置且与框架12的上端横梁连接。

后下导轮22设置于后上导轮21的下方并固定于支撑骨架3上。

前下导轮23设置于工作台5和工件6之间并与后下导轮22水平，前下导轮23与支撑骨架3固定连接。

前中导轮24设置于工件6上，并固定于支撑骨架3上。

前上导轮28设置于前中导轮24和运丝筒4之间，并固定于支撑骨架3上。

电极丝从运丝筒4展开，依次经过后上导轮21、后下导轮22、前下导轮23、工件6、前中导轮24和前上导轮28，最后固定于运丝筒4上以形成闭环。

本实施例的可选方案中：请参见图6和图7，后上导轮21包括有导轮211和导轮座212；导轮211通过导轮座212与龙门大架1连接，导轮座212下方设置有用于容纳导轮211的槽孔，导轮211穿过导轮座212并与槽孔围设成用于穿过电极丝的闭合空间，导轮211的轴线方向与槽孔的开槽方向垂直。

作为上述可选方案的更进一步的方案，导轮211在轴线方向的两端设置有轴承，轴承内设置于用于穿装导轮轴的通孔，两个轴承分设于槽孔的两侧并与导轮座212固定连接，导轮轴在轴承的通孔内旋转并带动导轮211旋转。

作为上述可选方案的更进一步的方案，导轮211外侧还设置有用于紧固导轮211于导轮座212上的锁紧块213。锁紧块213的中部包覆于导轮211的外表面上，锁紧块213的两端通过连接件固定于导轮座212。优选的，锁紧块213的中部设置为与导轮211适配的半球形结构，锁紧块213的两端通过螺栓与导轮座212可拆卸连接。

电极丝从运丝筒4展开，在水平方向上进入后上导轮21的闭合空间，并由上述闭合空间向下穿出。电极丝不会脱离闭合空间所限定的区域，保证电极丝位于后上导轮21的有效范围内。

本实施例的可选方案中，请参见图8和图9，后下导轮22包括：分设于导轮221两侧的定位组件222和夹紧组件223、用于驱动夹紧组件223的动力源224、与动力源224和夹紧组件223连接的活动阀，活动阀具有打开状态和闭合状态。

活动阀用于：

在处于闭合状态时，动力源224驱动夹紧组件223向定位组件222的方向运动以减小定位组件222和夹紧组件223之间的间隙；

在处于打开状态时，动力源224驱动夹紧组件223向背离定位组件222的方向运动以增大定位组件222和夹紧组件223之间的间隙。

更为详细地：在退丝过程中，电极丝从工件6退出后，电极丝自由端在未受力的情况下有回退的趋势，电极丝的回退使得电极丝打卷并脱离运丝机构2的预设的路线，导致再次穿丝过程中，需要操作者将电极丝再次穿过运丝机构2，然后穿过工件6，最后将电极丝固定于运丝筒4上，增加了操作者的劳动强度，工作效率低下。为了避免上述问题，本实施例提供的后下导轮22设置有活动阀，在退丝过程中，活动阀闭合，动力源224驱动夹紧组件223向定位组件222的方向运动以减小定位组件222和夹紧组件223之间的间隙。位于该间隙内的电极丝不容易脱离后下导轮22，保证后下导轮22到运丝筒4之间的电极丝处于张紧状态，操作者需要再次穿丝时，仅需穿装从后下导轮22到运丝筒4之间的电极丝，因而穿丝工作量得到了大幅降低，工作效率得到了提高。

本实施例的可选方案中，请参见图10，后上导轮21和后下导轮22之间还设置有断丝检测导电块25，断丝检测导电块25与支撑骨架3连接；

断丝检测导电块25包括：穿装于螺杆253上的导电块251和分设于导电块两侧的两个绝缘固定座252，导电块251的两端在螺杆253的轴线方向上嵌入两个绝缘固定座252，两个绝缘固定座252的远离导电块251的端部通过锁止件254固定。

较为优选地，锁止件254设置为螺栓。

需要说明的是：本实施例提供的断丝检测导电块25将导电块251的两端在螺杆253的轴线方向上嵌入两个绝缘固定座252的原因在于：

现有技术中均采用的是导电块251与绝缘固定座252之间相互抵接的固定方式，这种固定方式的缺点在于：电极丝容易卡接于导电块251和绝缘固定座252的接触缝隙，导致电极丝工作不良。而本实施例提供的固定方式可以避免电极丝卡接于导电块251和绝缘固定座252的接触缝隙，避免了电极丝的工作不良的问题。

本实施例的可选方案中，请参见图11，运丝机构2还设置有放电导电块26，放电导电块26与支撑骨架3连接。

放电导电块26包括：穿装于螺杆263上的导电块261和绝缘固定座262，导电块261的一端嵌入绝缘固定座262，导电块261背离绝缘固定座262的端部以及绝缘固定座262背离导电块261的端部通过锁止件264固定。

上述可选方案中，放电导电块26设置于运丝筒4和前中导轮24之间或者放电导电块26设置于后下导轮22和前下导轮23之间，可以理解的是，运丝筒4和前中导轮24之间以及后下导轮22和前下导轮23之间均可以设置放电导电块26。

放电导电块26用于对电极丝进行通电，在需要高强度电流的情况下，运丝机构2上可以设置多个放电导电块26，避免电极丝局部电流不足以及电流分布不均匀的问题。在需要低强度电流的情况下，运丝机构2上可设置单个放电导电块26，以避免能效浪费。

本实施例的可选方案中，请参见图12，运丝机构2还设置有张力调整导轮27，张力调整导轮27设置于后下导轮22和前下导轮23之间；

张力调整导轮27沿电极丝延伸的方向依次设置有第一固定导轮271、活动导轮272和第二固定导轮273，第一固定导轮271和第二固定导轮273设置于电极丝一侧，活动导轮272设置于电极丝的另一侧，张力调整导轮27通过调节活动导轮272施加于电极丝上的压紧力来调节电极丝的张力，张力调整导轮27具有作业状态和非作业状态；

张力调整导轮27用于：在作业状态下，通过活动导轮272压紧电极丝以使电极丝的张力恒定。在非作业状态下，活动导轮272停止施加作用力于电极丝以使电极丝松弛。

上述可选方案中，活动导轮272通过自身重量以及重力块调节压紧力，使电极丝的张力保持在近似恒力。

结合以上分析，本发明提供的运丝筒前置数控电火花线切割机的有益效果在于：

1、运丝筒4的工作过程中的震动不会传递给支撑骨架3，避免了支撑骨架3上的电极丝震动，因而加工精度高、系统工作稳定。

2、操作者在退丝和穿丝过程中仅需站立于龙门大架1的一侧进行，操作时间得到了大幅减少、降低了劳动强度、提高了工作效率。

实施例2

本实施例提供了一种穿丝和退丝方法，包括以下步骤：

首次穿丝：电极丝从运丝筒4展开，依次通过后上导轮21、后下导轮22、前下导轮23、工件6、前中导轮24，最后固定于运丝筒4上以形成闭环；

退丝：调节张力调整导轮27于非作业状态以及调节后下导轮22的活动阀于闭合状态后，电极丝与运丝筒4分离并依次脱离前上导轮28、前中导轮24、工件6以及前下导轮23；

再次穿丝：调节张力调整导轮27于作业状态以及调节后下导轮22的活动阀于打开状态后，将电极丝的自由端依次穿过前下导轮23、工件6、前中导轮24、放电导电块26、前上导轮28并固定于运丝筒4上。

需要说明的是；在工件6正常加工的过程中，需要对电极丝进行退丝和穿丝处理，即加工完一个工件6后需要进行退丝处理，当需要再次加工时，需要对工件6进行穿丝处理。由于运丝筒4、工件6和工作台5位于支撑骨架3的同一侧。在退丝过程中，操作者将电极丝与运丝筒4分离，然后将电极丝脱离工件6，此时位于工作台5后部的电极丝不会脱离运丝机构2。操作者仅需站立于工作台5一侧进行作业，无需行走到工作台5另一侧。在穿丝过程中，操作者将电极丝穿过工件6后并将电极丝的自由端固定于运丝筒4上以形成闭环。操作者仅需站立于工作台5一侧进行作业，无需行走到工作台5另一侧。因而操作者的操作时间得到了大幅减少、劳动强度得到了降低、工作效率得到了提高。

还需要说明的是：在工件6加工过程中，需要对电极丝进行首次穿丝，首次穿丝的过程简述如下：电极丝供运丝筒4展开，依次经过后上导轮21、后下导轮22、前下导轮23、工件6、前中导轮24和前上导轮28，最后固定于运丝筒4上以形成闭环。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。