专利名称：电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电火花线切割机床领域，涉及电火花线切割机床的电极丝(或称线电极)恒张力运丝装置。
背景技术：
现有的快速走丝电火花线切割机床均为单筒电火花线切割机床，该类机床的电极丝路径呈封闭状，为了克服加工过程中拉伸增长的电极丝(以下简称伸长电极丝)对电极丝张力稳定性的影响，通常是加一个可以改变电极丝路径长度的装置，来暂时性地降低伸长电极丝对电极丝张力稳定性的影响，其不足之处在于可变的路径长度有限，当伸长电极丝累积到一定程度时，该装置失效。
为了对单筒电火花线切割机床的运丝方法和装置进行改进，产生了将电极丝在两丝筒之间进行双向往复转移运动、电极丝呈开放状的双筒电火花线切割机床，如中国专利文献CN1037900C公开的自旋式电火花线切割机床，其通过主轴与绕筒差动转速以及顺序排丝机构实现走丝机构中的电极丝在作直线运动的同时自身作高速旋转，其解决伸长电极丝及电极丝张力问题如专利文献CN2353477Y中所公开的自旋式恒张力装置所述，是通过该装置中的惯性柱在旋转过程中产生的摩擦力来定性处理，同样无法保证作用于电极丝上的张力恒定，因此影响了电极丝工作的稳定性，而且其结构复杂。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术的上述不足而提供电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置，解决电极丝在运丝过程中产生的张力不恒定而产生的工作不稳定性问题，从而达到提高产品的加工精度、加工效率及加工件表面质量的目的。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为通过对前述的双筒电火花线切割机床的研究发现，当电火花线切割机床的电极丝上的张力恒定时，其工作状态为最佳。
为此，为实现电极丝上的张力恒定，在运丝过程中，往复转移运动的电极丝在受到一丝筒所提供的驱动力的同时，又受到另一丝筒反方向阻尼力，且驱动力与阻尼力的差值相等。
上述丝筒受到的驱动力由电机通过离合器、传动装置供给，通过离合器的离和合，使丝筒没有或受到电机的驱动力，相应地另一丝筒受到的阻尼力由阻尼器、传动装置产生，并由控制器控制，使丝筒没有或受到阻尼器的阻尼力。
上述控制器还可控制阻尼器的阻尼力的大小，这样施加于丝筒上的阻尼力更容易控制、调整和量化，也就更容易实现电极丝上的张力恒定。
为实现上述运丝方法，相应的开发出电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置，其包括电极丝、支架、主电机、上、下丝筒、与两丝筒对应的离合器和阻尼器、用于连接主电机与离合器、主电机与阻尼器、阻尼器与丝筒的若干传动装置及用于控制离合器和阻尼器的控制装置，所述的主电机、丝筒、阻尼器、离合器部件安装在支架上，电极丝分部绕在上、下丝筒上，控制装置控制主电机交替地与两离合器其中之一处于合状态，而相应地通过相应的传动装置控制阻尼器交替作用。
上述装置通过控制装置对离合器和阻尼器的控制，实现两丝筒交替地受到驱动力或阻尼力的作用。两丝筒通过与其连接的离合器从主电机处得到驱动力(矩)，同时又可通过传动装置从对应的阻尼器处得到阻尼力(矩)，即若一丝筒受到的是驱动力(矩)，则另一丝筒受到的是反方向阻尼力(矩)，反之亦然。
电极丝工作时，通过控制装置控制，连接在上、下丝筒间的电极丝一端经丝筒通过相应的传动装置经离合器与主电机相连接并获得所需的驱动力，另一端又经另一丝筒通过相应的传动装置从对应的阻尼器获得所需的阻尼力，由于驱动力和阻尼力均是该装置主动产生的力，尤其对阻尼力，还可通过控制装置根据加工需要来进行设定和调整，因此该装置在解决伸长电极丝问题的同时，又能确保电极丝始终处于张力恒定的工作状态，且该恒定的张力可进行设定和调整。
上述连接在传动装置上的阻尼器包括定子和动子两部分，阻尼器的定子端和动子端分别从驱动电机和对应的丝筒上各获得一转速，两转速之间有一低转速差(即差动法)，延长了阻尼器的使用寿命。阻尼器的动子端和定子端通过差动，分别输出一阻尼力(矩)和与之对应的反作用力(矩)，阻尼力(矩)通过相应的传动装置作用到对应的丝筒上，两反作用力(矩)交替地作用到该装置的主电机上，且始终都与主电机的输出力(矩)同向。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于电火花线切割机床的电极丝在往复转移运动时，其在受到丝筒所提供的进给方向的作用力的同时，又受到另一丝筒反方向的阻尼力，且电极丝上受到的张力恒定，因此能及时将伸长的电极丝张紧，确保电极丝一直处于合适的工作状态，从而提高产品质量。
图1是本实用新型实施例的结构示意图；图2是本实用新型实施例上丝筒收丝等效装置示意图；图3是本实用新型实施例下丝筒收丝等效装置示意图；图4是本实用新型实施例阻尼器差动法示意图；
图5是本实用新型实施例另一阻尼器差动法示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，电机1、上丝筒2、下丝筒3、离合器4、离合器5、阻尼器6、阻尼器7等安装在支架9上。传动轮11、12安装在电机1的轴上，传动轮11分别通过传动装置111与阻尼器6的定子端61相连，通过传动装置112与阻尼器7的定子端71相连，传动轮12分别通过传动装置121与离合器4相连，通过传动装置122与离合器5相连。离合器4与上丝筒2及传动轮21相连，传动轮21与阻尼器6的动子端62相连，离合器5与下丝筒3及传动轮31相连，传动轮31与阻尼器7的动子端71相连，电极丝8分部绕在丝筒2和丝筒3上，离合器4、离合器5、阻尼器6、阻尼器7工作状态由控制器控制(图中未示出)。
电极丝8工作时，电极丝8从与其连接的上丝筒2、下丝筒3通过传动装置12、121(或122)及对应的离合器4、离合器5由控制器控制交替地与电机1相连接并获得所需的动力，同时分别通过传动装置21、22、传动装置31、32相应地从对应的阻尼器6、阻尼器7获得所需的阻尼(或称阻力)。在上丝筒2作为收丝筒，下丝筒3作为放丝筒时，电极丝8表现为向上运动，其一端受到上丝筒2施予的向上的动力F1，另一端受到下丝筒3施予的向下的阻力F2，这一对方向相反的力产生了电极丝8向上运动时的张力Fa，见图2。同理在下丝筒3作为收丝筒，上丝筒2作为放丝筒时，电极丝8表现为向下运动，其一端受到下丝筒3施予的向下的动力F4，另一端受到上丝筒2施予的向上的阻力F3，这一对方向相反的力产生了电极丝8向下运动时的张力Fb，见图3。在F1、F2、F3和F4之间，F1和F3大小相等，功率因素相同，同样F2和F4功率因素也相同，所以只要保证F2和F4大小相等，就能保证Fa和Fb大小相等，即实现电极丝8的整个运动过程中的张力恒定。
上述阻尼器6、阻尼器7均为差动法，即阻尼器6的定子端61通过传动装置11、111从电机1处获得一旋转运动N1，动子端62通过传动装置21、22从上丝筒2处获得一旋转运动N2，由于N1和N2的速差很小，延长了阻尼器6的使用寿命。同理阻尼器7的定子端71通过传动装置11、112从电机1处获得一旋转运动N3，动子端72通过传动装置31、32从下丝筒3处获得一旋转运动N4，由于N3和N4的速差也很小，同样延长了阻尼器7的使用寿命。
本实用新型使用阻尼器6、阻尼器7，其定子端与主电机1相连，能回收能量，减少电能消耗。如图4所示，当电极丝8向上运动时，电机1处输出一转矩M0经上丝筒2及电极丝8传递到下丝筒3上表现为动力矩M1，动力矩M1使下丝筒3进行旋转运动。为了阻止下丝筒3的旋转运动，阻尼器7产生一阻尼矩M3，从动子端72输出，经传动装置31、32作用到下丝筒3上。为了平衡阻尼矩M3阻尼器7自身又产生一转矩M4。转矩M4从定子端71输出，并经传动装置11、112传递到电机1上，由于转矩M4与转矩M0方向相同，实现了能量回收再利用，从而减轻了电机1的负载。
同理，如图5所示，当电极丝8向下运动时，电机1处输出一转矩M10经下丝筒3及电极丝8传递到上丝筒2上表现为动力矩M2，动力矩M2使上丝筒2进行旋转运动。为了阻止上丝筒2的旋转运动，阻尼器6产生一阻尼矩M5，从动子端62输出，经传动装置21、22作用到上丝筒2上。为了平衡阻尼矩M5阻尼器6自身又产生一转矩M6。转矩M6从定子端61输出，并经传动装置11、111传递到电机1上，由于转矩M6与转矩M10方向也相同，同样实现了能量回收再利用的目的，起到了减轻电机1负载的作用。
权利要求1.电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置，其特征在于其包括电极丝、支架、电机、上、下丝筒、与两丝筒对应的离合器和阻尼器、用于连接主电机与离合器、主电机与阻尼器、阻尼器与丝筒的若干传动装置及用于控制离合器和阻尼器的控制装置，所述的主电机、丝筒、阻尼器、离合器部件安装在支架上，电极丝分部绕在上、下丝筒上，控制装置控制电机交替地与两离合器其中之一处于合状态，而相应地通过相应的传动装置控制阻尼器交替作用。
2.如权利要求1所述的电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置，其特征在于所述的控制装置调节阻尼装置的阻尼力。
3.如权利要求1或2所述的电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置，其特征在于所述的阻尼器包括定子和动子两部分，阻尼器的定子端和动子端分别从主电机和对应的丝筒上各获得一转速，两转速之间有一低转速差。
4.如权利要求1或2所述的电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置，其特征在于所述的阻尼器的定子端与连接离合器的电机相连。
5.如权利要求3所述的电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置，其特征在于所述的阻尼器的定子端与连接离合器的电机相连。
专利摘要本实用新型涉及电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝装置，其包括电极丝、支架、电机、上、下丝筒、与两丝筒对应的离合器和阻尼器、用于连接主电机与离合器、主电机与阻尼器、阻尼器与丝筒的若干传动装置及用于控制离合器和阻尼器的控制装置，所述的主电机、丝筒、阻尼器、离合器部件安装在支架上，电极丝分部绕在上、下丝筒上，控制装置控制电机交替地与两离合器其中之一处于合状态，而相应地通过相应的传动装置控制阻尼器交替作用。其优点在于电火花线切割机床的电极丝在往复转移运动时，电极丝上受到的张力恒定，因此能及时将伸长的电极丝张紧，确保电极丝一直处于合适的工作状态，从而提高产品质量。
文档编号B23H7/10GK2841219SQ200520013189
公开日2006年11月29日 申请日期2005年7月13日 优先权日2005年7月13日
发明者钟树平 申请人:钟树平