专利名称：短行程往复线切割加工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种往复线切割加工装置。
传统的快走丝线切割机床采用贮丝筒均匀排丝，丝筒高速旋转时拖板同时带动丝筒作往复定向运动；当拖板碰到限位开关时便改变丝筒运转方向，周而复始重复使用丝筒上的电极丝进行对工件的切割加工。为了说明的方便起见，在下文中将这种传统的往复走丝线切割加工机床称为长行程往复线切割加工装置。长行程往复线切割加工装置存在的问题是被加工件表面会产生明显的黑白条纹和较深的换向丝痕，从而远远超过被线切割加工的工件所要求的光洁度；即使作多次往复切割加工也难于消除丝痕。这样，就需要加工操作者对机械传动机构进行特别细心的调整或不断更换部件，以苛刻的要求来获得所要求的切割工件的质量。然而，即使这样也很难达到较高的质量要求。
鉴于上述情况，本实用新型的目的是提供一种可减轻甚至消除丝痕从而获得具有高光洁度加工表面的被切割加工件的往复线切割加工装置。
为实现上述目的，本实用新型提供一种短行程往复线切割加工装置，它包括机床床身、设置在机床床身内的机械传动装置、用于驱动机械传动装置的驱动电机、设置在机床床身上面的加工工作台、设置在工作台上由机械传动装置传动的拖板和与拖板相连接由拖板带动的贮丝筒；其特点是所述的驱动电机是一种可调直流电机；还包括一带有中央处理器(以下简称CPU)的线切割机床电气线控部分以及一由所述电气线控装置相连接由它控制的含有放大、切换和各信号输入线路的线切割机床电气功率驱动放大部分。
采用本实用新型的上述技术方案，由于通过CPU控制相互依赖、配合使用的可调电机的转速以及脉冲电源能量各参数实现小行程双向不等量往复运动的实时可调；由于采用了短行程往复加工的新模式，提高了整个加工通道上的一致性，大大改善了两头电极的松弛状况；在CPU的运作、判别控制下，可加工出色泽均匀、无换向丝痕的高光洁度线切割加工表面。采用本实用新型的上述加工模式可降低对机械传动装置的调整和精度要求；同时在保证获得高光洁度的被切割加工工件的同时，也并未增加线切割机床的费用。
下面将参照附图对本实用新型的一较佳实施例进行具体说明，以便更清楚地理解本实用新型的目的、特点和优点。
图1是传统丝筒走丝示意图；图2是本实用新型的丝筒短行程往复走丝示意图；图3是本实用新型一较佳实施例的线切割机床电气控制部分示意图；图4是本实用新型一较佳实施例的线切割机床电气功率驱动放大部分的线路图；图5是示出电极丝在丝筒上密排和向左和向右往复移动的示意图。
如
图1所示，图中向右和向左的箭头分别表示电机旋转时带动电机上拖板在左换向簧头LH和右换向簧头RH之间向左和向右移动的上程和下程，处于上程时电机顺转，而处于下程时电机逆转，通过拖板的左右往复移动使整齐密排在丝筒24上的电极丝25(如图5所示)可来回进入加工火花腐蚀区，这样可重复使用丝筒24上的电极丝25。在传统的走线系统中，它是由一对停启按钮来控制丝筒电机的停、转。丝筒24旋转，在机械传动装置中的螺杆、螺母的啮合传动作用下，丝筒24上的拖板被带动，从而使丝筒既作旋转运动，又作直线移动；当这些移动的拖板碰到两端的行程开关时，通过行程开关的接触片的通断电变化来改变相对应的继电器通断状态，从而改变电机转向，也改变了丝筒直线移动方向；这样，使整筒密排的电极丝均能进入加工部位，配以电火花作用就可进行线切割加工。这完全是采用简单的机械式装置来改变电机转向，并且只有碰到两端行程开关才能改变运转方向。
下面来具体说明本实用新型一实施例的短行程往复线切割加工装置的具体结构和工作原理。
本实用新型的短行程往复线切割加工装置，它包括机床床身、设置在机床床身内的机械传动装置、用于驱动机械传动装置的驱动电机、设置在机床床身上面的加工工作台、设置在工作台上由机械传动装置传动的拖板和与拖板相连接由拖板带动的贮丝筒；由于这些零部件与已有技术的往复线切割加工装置的相同，故省略对它们的具体结构的描述。本实用新型的改进特点是所述的驱动电机是一种可调直流电机，还包括一如图4所示的带有中央处理器(以下简称CPU)的线切割机床电气线控部分，以及一如图3所示的含有放大、切换和各信号输入线路的线切割机床电气功率驱动放大部分。
下面具体说明本实用新型的线切割机床电气功率驱动放大装置和线控装置的结构特点。
如图3所示，本实用新型的线切割机床电气控制部分设有一含有输入端I1至I6和输出端O1至O8的中央处理器CPU；一逻辑变换器GAL，它含有与CPU的相应输出端O2至O8相连接的各输入端和输出端G1至G6以及相应接线端IG7至IG10；一系列的轻触键右簧头触键RH、左簧头触键LH、增速键18、减速键19、丝筒关触键20、丝筒开触键21、水泵开触键22和水泵关触键23，其中，右簧头触键、左簧头触键、增速键、减速键分别与CPU的各相应输入端I2至I5相连接，丝筒关触键与输入端I6和IG10相连接，丝筒开触键与输入端IG9相连接，以及水泵开触键和水泵关触键分别与接线端端IG7、IG8相连接；二极管LED显示器26-31，它们连接在CPU和GAL间的连接线与接地之间；电流放大三极管32至37以及一16芯插座13，各个芯1至12的输入插口分别与I1至I3及脉冲电源控制信号GP和各电流放大三极管的输出端R、L、SB、K0、K1、K2相连接；电流放大三极管的各输入端与GAL的相应输出端G1至G6相连接。
以下简要说明图3中各部分的功能和工作原理。图中的CPU是系统的核心，其输入端为I1至I6，输出端为O1至O8。I1是总停信号，来自机床的关机信号GS，它用作关直流电机的信号。I2与右簧头RH连接；I3与左簧头LH连接；它们是作为电机顺转、电机拖板右移的上程和电机逆转、电机拖板左移的下程的判别依据，来自于机床。I4与增速键18连接，I5与减速键19连接；它们分别作为电机转速递增和递减6档变化以及传统快丝走丝系统和短行程往复走丝系统信号的识别依据。I6与丝筒关按键20连接，接受此信号，CPU产生关电机信号。O1输出端，在二种模式运行过程中均能产生对电火花脉冲电源开关的控制信号，经扩展产生改变脉冲电源参数信号，使其与走丝系统密切相连。O2至O7为CPU接受输入端各种信号后经处理所获得的输出信号的输出端，它们将输出信号输入到逻辑变换器GAL中，根据译码产生GAL输出信号G1至G6(将在下文中进一步说明)，同时用来点亮发光二极管LED26至30；用户可根据所述5个LED点亮的不同形式可明了当前工作处于哪一种状态(传统走丝系统或者短行程往复系统)；同时还可知道是6档转速中的哪一档。O8是电源指示的输出端，它与LED31连接，显示正常工作状态；一旦断丝总停LED作闪烁显示不正常状态。图中的逻辑转换器(芯片)GAL用于接受CPU送来的各种码制信号，通过译码产生以下输出信号G1输出端产生电机顺转信号R以及G2输出端产生电机逆转信号L，它们同时控制电机的停、转；G3输出端产生水泵开、关信号；G4至G6分别产生信号K0、K1、K2，依据信号K0、K1、K2状态拟定了电机转速的档次。上述这些信号通过电流放大三极管32至37放大，然后经过16芯插座13转送到机床电气功率驱动放大部分上。
图4示出本实用新型的线切割机床电气功率驱动放大部分，它由直流电机的转子电压变换器15、定子电压输出控制器16、桥式整流器38、39、电机正反转控制器14、水泵继电器17组成，它们通过线路连接于16芯插座13。如图所示，直流电机的转子和定子的电压分别由变压器次级提供。转子电压变换器的输入端接变压器0-100V多档抽头，由16芯插座送来的K0、K1、K2信号组合产生相关档次电压，并经桥式整流器38输入到电机正反转控制器14上，而组合16芯传来的顺转信号R和逆转信号L产生电压极性送往转子电压端S1、S2。定子电压输出控制是根据顺转信号R和逆转信号L决定定子电压的输出，经桥式整流器39送往定子电压端T1、T2上。GP信号是由16芯插座送来的脉冲电源控制信号，它通过继电器40的触头生成脉冲电源开关信号MP供线切割脉冲开关等用。图中SB、SB1至SB3为水泵开关控制信号。图中GS为总停信号，它与左换向簧头LH、右换向簧头RH均来自机床端，转送到16芯插座13上，再送入机床电气控制部分的CPU上，用作判别控制。
从上述可知，本实用新型的短行程往复走丝装置仅仅是将碰到两端处行程开关的信号送入CPU芯片中，以作为CPU处理上程或下程行进的数据。整个丝筒行进过程可分解成相当数量的短行程，而在执行这些短行程的过程中实施长度不等的往复运动，如图2所示，往复的长度可根据要求而设定而由CPU控制，并且这些短行程中往复长度不一的信号经过一逻辑变换器GAL处理，即时通过一16芯插座13送入线切割机床电气功率驱动放大部分后转接直流电机端完成电机正逆旋转的变换。可以这样认为在电机在在作上程或下程的直线移动时，移动路径是由很多往复不一的短行程叠加组成；而两端处的行程开关仅作为改变丝筒直线位移的上程或下程的依据，由CPU进行判断并综合处理后产生正确的上程或下程的相关信号。控制面板(未图示)上安装有增速键18和减速键19两个轻触键，这样通过轻击这两个按键产生增1或减1的信号，使电机转速逐次递增或递减用以调整电机转速，以适应不同材料、不同厚度和不同精度的加工要求；它特别适用于快走丝的多次切割，作为提高线切割光洁度和精度的措施。通过相应次的切割可调整电机转速以大大提高加工质量及其稳定性。它产生的增减信号经CPU判定并由逻辑变换器GAL处理后产生K0、K1、K2信号送入功率放大部分中的转子电压变换器15，以产生6档电压供直流电机调整转速使用。另外，通过对这两个键的轻击，经CPU识别，根据需要CPU会产生传统的快走丝模式或者是短行程往复加工模式的信号。二种走丝模式可混成一体而扩充了应用范围，因此既保留了传统的快走丝模式也开创了短行程往复加工的新模式。
权利要求1．一种短行程往复线切割加工装置，它包括机床床身、设置在机床床身内的机械传动装置、用于驱动机械传动装置的驱动电机、设置在机床床身上面的加工工作台、设置在工作台上由机械传动装置传动的拖板和与拖板相连接由拖板带动的贮丝筒；其特征在于所述的驱动电机是一种可调直流电机；还包括一带有中央处理器(CPU)的线切割机床电气线控部分以及一由所述电气线控装置相连接由它控制的含有放大、切换和各信号输入线路的线切割机床电气功率驱动放大部分。
2．如权利要求1所述的短行程往复线切割加工装置，其特征在于，所述中央处理器(CPU)含有输入端(I1-I6)和输出端(O1-O8)，还包括一逻辑变换器(GAL)，它含有与CPU的相应输出端(O2-O8)相连接的各输入端和输出端(G1-G6)以及相应接线端(IG7-IG10)；一系列的轻触键右簧头触键(RH)、左簧头触键(LH)、增速键(18)、减速键(19)、丝筒关触键(20)、丝筒开触键(21)、水泵开触键(22)和水泵关触键(23)，右簧头触键、左簧头触键、增速键、减速键分别与CPU的各相应输入端(I2-I5)相连接，丝筒关触键(20)与输入端(I6-IG10)相连接，丝筒开触键(21)与接线端(IG9)相连接，以及水泵开触键(22)和水泵关触键(19)分别与接线端(IG7、IG8)相连接；二极管LED显示器(26-31)，它们连接在中央处理器(CPU)和逻辑变换器(GAL)间的连接线与接地之间；电流放大三极管(32-37)以及一16芯插座(13)，各个芯(1-12)的输入插口分别与输入端(I1-I3)及脉冲电源控制信号(GP)和各电流放大三极管(32-37)的输出端(R、L、SB、K0、K1、K2)相连接；电流放大三极管的各输入端与(GAL)的相应输出端(G1-G6_相连接。
3．如权利要求1所述的短行程往复线切割加工装置，其特征在于，所述线切割机床电气功率驱动放大部分包括直流电机的转子电压变换器(15)、定子电压输出控制器(16)、桥式整流器(38、39)、电机正反转控制器(14)和水泵继电器(17)，它们通过线路连接于16芯插座(13)。
专利摘要一种短行程往复线切割加工装置,是对传统往复线切割加工机床的改进,其特点是驱动电机是一种可调直流电机;还包括:一带有中央处理器(CPU)的线切割机床电气线控部分以及一与所述电气线控装置相连接由它控制的含有放大、切换和各信号输入线路的线切割机床电气功率驱动放大部分。这样的装置突出了丝筒的短行程双向不等量往复运动特点,可在CPU控制下加工出无丝痕的具有高光洁度的被加工件。
文档编号B23H7/26GK2422083SQ0021765
公开日2001年3月7日 申请日期2000年5月18日 优先权日2000年5月18日
发明者张建荣 申请人:上海大量电子设备有限公司