自动换丝的丝库装置、上丝及卸丝方法与流程

1.本发明涉及电火花小孔机床技术领域，尤其涉及一种自动换丝的丝库装置、上丝及卸丝方法。


背景技术：

2.电火花小孔机床在加工有多个孔或多种不同孔径的工件时，需要根据工艺要求对电极丝进行更换，用以完成工件的合格加工。通常机床上只能安装一种孔径类型的电极丝，其余电极丝则存放在机床附近的材料储存架中。当加工孔类型改变或当前电极丝消耗完毕时，则由人工将当前电极丝换下，放入储存架，然后安装新的电极丝。然而人工安装一方面存在安全风险，另一方面也降低了效率，因此提供一种自动换丝的装置或方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明提供一种自动换丝的丝库装置、上丝及卸丝方法，用以解决传统技术中人工换丝效率低、安全性较低的问题。
4.本发明提供一种自动换丝的丝库装置，包括：
5.丝库盘，所述丝库盘具有沿其轴向运动的活动行程，所述丝库盘的周侧设有多个丝柄位；
6.送丝机构，活动设于所述丝库盘上，用于夹取并移动所述丝柄位上的丝柄至机床；
7.第一驱动机构，驱动连接所述丝库盘，用于驱动所述丝库盘转动；以及，
8.第二驱动机构，驱动连接所述送丝机构，用于驱动所述送丝机构运动。
9.根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述第二驱动机构包括夹取驱动机构、水平驱动机构以及竖直驱动机构，所述夹取驱动机构用于驱动所述送丝机构夹取丝柄，所述水平驱动机构用于驱动所述送丝机构沿水平向运动，所述竖直驱动机构用于驱动所述送丝机构沿竖直向运动。
10.根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述自动换丝的丝库装置还包括自动换丝系统，所述自动换丝系统包括第一传感器组，所述第一传感器组包括为位置传感器、零点传感器以及丝柄位传感器，所述位置传感器设于所述丝库盘上，用于感应所述丝库盘的转动位置，所述零点传感器设于所述丝库盘上，用于感应所述丝库盘的零点位置，所述丝柄位传感器设于所述丝库盘上，用于确定所述丝库盘的丝柄位上是否有丝柄。
11.根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述自动换丝系统还包括第二传感器组，所述第二传感器组包括水平驱动机构传感器以及竖直驱动机构传感器，所述水平驱动机构传感器用于感应水平驱动机构的运动位置，所述竖直驱动机构传感器用于感应竖直驱动机构的运动位置。
12.根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置，所述自动换丝系统还包括plc控制器，plc控制器与所述第一传感器组、所述第二传感器组、所述第一驱动机构、所述夹取驱动
机构以及机床电连接。
13.本发明还提供一种自动换丝的丝库装置的上丝方法，包括：
14.接收到上丝指令，确定机床内无丝柄；
15.驱动丝库盘旋转至目标上丝位，并确定所述目标上丝位内有丝柄；
16.夹取驱动机构驱动送丝机构夹取目标丝柄；
17.水平驱动机构和/或竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向所述机床靠近；
18.夹取驱动机构驱动所述送丝机构松开所述目标丝柄，所述机床内夹取部夹取所述目标丝柄；
19.所述水平驱动机构和/或所述竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向远离所述机床；
20.确定所述机床内有丝柄。
21.根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置的上丝方法，水平驱动机构与竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和沿竖直向所述机床靠近包括：
22.水平驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向靠近所述机床；
23.水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第一预设位置；
24.竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿竖直向远离所述机床；
25.竖直驱动结构传感器确定所述竖直驱动机构运动至第二预设位置；
26.水平驱动机构驱动所述送丝机构继续沿水平向靠近所述机床；
27.水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第三预设位置；
28.竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿竖直向靠近所述机床；
29.竖直驱动结构传感器确定所述竖直驱动机构运动至第四预设位置。
30.根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置的上丝方法，所述水平驱动机构和/或所述竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向远离所述机床包括：
31.所述水平驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向远离所述机床；
32.所述水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第五预设位置。
33.本发明还提供一种自动换丝的丝库装置的卸丝方法，包括：
34.接收到卸丝指令，确定机床内有丝柄；
35.驱动丝库盘旋转至目标卸丝位，并确定所述目标卸丝位无丝柄；
36.水平驱动机构和/或竖直驱动机构驱动送丝机构沿水平向和/或沿竖直向所述机床靠近；
37.所述机床内夹取部松开目标丝柄，夹取驱动机构驱动所述送丝机构夹取所述目标丝柄；
38.所述水平驱动机构和/或所述竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向远离所述机床；
39.夹取驱动机构松开所述目标丝柄，所述目标丝柄安装于所述目标卸丝位；
40.确定所述目标卸丝位有丝柄。
41.根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置的卸丝方法，水平驱动机构和/或竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向所述机床靠近包括：
42.水平驱动机构驱动送丝机构沿水平向靠近所述机床；
43.水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第一预设位置。
44.根据本发明提供的一种自动换丝的丝库装置的卸丝方法，所述水平驱动机构和/或所述竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向远离所述机床包括：
45.竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿竖直向远离所述机床；
46.竖直驱动结构传感器确定所述竖直驱动机构运动至第二预设位置；
47.水平驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向远离所述机床；
48.水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第三预设位置；
49.竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿竖直向靠近丝库盘；
50.竖直驱动结构传感器确定所述竖直驱动机构运动至第四预设位置；
51.水平驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向继续远离所述机床；
52.水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第五预设位置。
53.本发明提供的自动换丝的丝库装置，丝库盘上可以容纳多种不同规格的电极丝，可以满足同一产品不同直径孔的加工需求，提高工作效率；且可以通过送丝机构、第一驱动机构以及第二驱动机构配合机床自动更换电极丝，实现生产加工自动化，减少了电极丝装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，同时减少了多次安装造成的定位误差，提高加工精度，能实现高精高效的加工。
附图说明
54.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
55.图1是本发明提供的自动换丝的丝库装置一实施例的立体结构示意图；
56.图2是本发明提供的上丝方法的流程示意图；
57.图3是本发明提供的卸丝方法的流程示意图；
58.图4是图1卸丝时的结构变换示意图；
59.附图标记：
60.1：自动换丝的丝库装置；2：丝库盘；3：送丝机构；4：第一驱动机构；5：第二驱动机构；6：丝柄位；7：夹取驱动机构；8：水平驱动机构；9：竖直驱动机构。
具体实施方式
61.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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作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。
62.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。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。
63.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。
64.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
66.下面结合图1-图4描述本发明的自动换丝的丝库装置1、上丝及卸丝方法。
67.电火花小孔机床在加工有多个孔或多种不同孔径的工件时，需要根据工艺要求对电极丝进行更换，用以完成工件的合格加工。通常机床上只能安装一种孔径类型的电极丝，其余电极丝则存放在机床附近的材料储存架中。当加工孔类型改变或当前电极丝消耗完毕时，则由人工将当前电极丝换下，放入储存架，然后安装新的电极丝。然而人工安装一方面存在安全风险，另一方面也降低了效率，因此提供一种自动换丝的装置或方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。
68.鉴于此，本发明提供一种自动换丝的丝库装置1，包括：丝库盘2，丝库盘2具有沿其轴向运动的活动行程，丝库盘2的周侧设有多个丝柄位6，每个丝柄位6上可安放不同规格的丝柄，以满足同一产品不同直径孔的加工需求，提高工作效率；送丝机构3，活动设于丝库盘2上，用于夹取并移动丝柄位6上的丝柄至机床；第一驱动机构4，驱动连接丝库盘2，用于驱动丝库盘2转动；以及，第二驱动机构5，驱动连接送丝机构3，用于驱动送丝机构3运动。
69.需要说明的是，丝库盘2在转动的过程中，会使不同的丝柄位6与送丝机构3相对应，以使送丝机构3夹取不同规格的丝柄，第一驱动机构4可以是旋转驱动电机等，方便驱动丝库盘2转动；送丝机构3可以是活动设于丝库盘2上的机械臂，机械臂可夹取丝柄填入机床内完成上丝，也可从机床内夹取丝柄至丝库装置完成卸丝，本发明对此并不加以限定。
70.相较于传统技术中人工卸丝上丝的流程，本发明提供的自动换丝的丝库装置1，丝库盘2上可以容纳多种不同规格的电极丝，可以满足同一产品不同直径孔的加工需求，提高工作效率；且可以通过送丝机构3、第一驱动机构4以及第二驱动机构5配合机床自动更换电
极丝，实现生产加工自动化，减少了电极丝装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，同时减少了多次安装造成的定位误差，提高加工精度，能实现高精高效的加工。
71.如前所述，机械臂可以完成较为复杂的夹取和移动操作，但是机械臂的造价一般较大，且程序控制较为复杂，因而在本发明提供的技术方案中，夹取机构采用普通的夹爪，依靠第二驱动机构5对其进行驱动完成对丝柄的夹取。具体地，第二驱动机构5包括夹取驱动机构7、水平驱动机构8以及竖直驱动机构9，夹取驱动机构7用于驱动送丝机构3夹取丝柄，夹取驱动结构可以是夹爪气缸等，水平驱动机构8可以是水平气缸或者水平油缸，竖直驱动机构9可以是竖直气缸或者竖直油缸，本发明对此并不加以限定。
72.为了达到自动换丝的效果，需要设计传感装置对各部件的运动轨迹和运动效果进行判定。在本发明提供的技术方案中，自动换丝的丝库装置1还包括自动换丝系统，自动换丝系统包括第一传感器组，第一传感器组包括为位置传感器、零点传感器以及丝柄位传感器，位置传感器设于丝库盘2上，用于感应丝库盘2的转动位置，感应到丝库盘2的转动位置后即可以确定当前送丝机构3对应的是哪一种规格的电极丝，位置传感器可以有多种设置方式，较为简单的可以是与第一驱动机构4相对应的，若第一驱动机构4是旋转电机，则位置传感器可以感应旋转电机的旋转圈数，则确定丝库盘2的具体位置；也可以在不同的丝柄位6上设置不同的传感器配合件，位置传感器感应到不同的传感器配合件则可以确定丝库盘2的具体位置，以达到根据实际需求控制丝库盘2转动的效果；对于识别旋转电机旋转圈数的位置传感器来说，在每一次上丝或者卸丝之后，需要将丝库盘2复位至原始位置，即零点位置，零点传感器设于丝库盘2上用于感应丝库盘2的零点位置，可以在丝库盘2的零点位置设置零点传感器配合件，与零点传感器对应，零点传感器感应识别到零点传感器配合件时，则代表丝库盘2运动至零点位置，也可以是设置一个部件用于与零点传感器接触，当丝库盘2运动至零点位置时该部件与零点传感器接触，零点传感器可识别出丝库盘2运动至零点位置；丝柄位传感器设于丝库盘2上，用于确定丝库盘2的丝柄位6上是否有丝柄，需要说明的是，上丝需要丝柄位6上有丝柄，卸丝需要丝柄位6上无丝柄，通过丝柄位传感器的设置，能够保证上丝或卸丝工作的正常进行，防止误操作的情况发生。综上所述，由于丝库盘2上安放有不同规格的丝柄，通过第二传感器组的设置，可以根据机床需要夹取目标规格的丝柄，显著提高了换丝的效率。
73.进一步地，自动换丝系统还包括第二传感器组，第二传感器组包括水平驱动机构8传感器以及竖直驱动机构9传感器，水平驱动机构8传感器用于感应水平驱动机构8的运动位置，竖直驱动机构9传感器用于感应竖直驱动机构9的运动位置。需要说明的是，一般情况下丝库装置与机床具有一定的距离，且丝柄也要安装至目标位置，因此在本发明中设置了水平驱动机构传感器和竖直驱动机构传感器，用于感应两种驱动机构的运动位置，以保证在两种驱动机构的驱动作用下，丝柄能准确地运动至目标位置，保证上丝或卸丝流程的正常进行。
74.更近一步地，自动换丝系统还包括plc控制器，plc控制器与第一传感器组、第二传感器组、第一驱动机构4、夹取驱动机构7以及机床电连接，plc控制器可以根据传感器的传感结果控制对应的驱动结构运动，plc传感器与机床电连接，可以获取机床的工作状态，例如机床上有夹取部夹取丝柄，在上丝时，plc控制器需要确认机床上无丝柄，上丝后需要确认机床上有丝柄；在卸丝时需要确认机床上有丝柄，卸丝后需要确认机床上无丝柄；plc控
制器还可以给机床夹取部发送信号，上丝时需要控制机床夹取部夹取丝柄，卸丝时需要控制机床夹取部松开丝柄。
75.基于上述自动换丝的丝库装置1，本发明还提供一种自动换丝的丝库装置的上丝方法，包括：
76.s10、接收到上丝指令，确定机床内无丝柄；
77.s20、驱动丝库盘旋转至目标上丝位，并确定所述目标上丝位内有丝柄；
78.s30、夹取驱动机构驱动送丝机构夹取目标丝柄；
79.s40、水平驱动机构和/或竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向所述机床靠近；
80.s50、夹取驱动机构驱动所述送丝机构松开所述目标丝柄，所述机床内夹取部夹取所述目标丝柄；
81.s60、所述水平驱动机构和/或所述竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向远离所述机床；
82.s70、确定所述机床内有丝柄。
83.在接收到上丝指令后，丝库装置需要根据上丝指令确定目标丝柄(目标规格的丝柄)，首先需要确认机床内无丝柄，可以进行丝柄的安装，可以通过与机床夹取部的通讯连接，确定机床内有无丝柄。若无丝柄，则使用第一驱动机构4驱动丝库盘2旋转，使目标丝柄与送丝机构3相对应，此时夹取驱动结构驱动送丝机构3夹取目标丝柄；待夹取目标丝柄后，需要运动至机床预设位置处，将目标丝柄插入机床内。
84.具体地，s40、水平驱动机构和/或竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向所述机床靠近包括：
85.s41、水平驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向靠近所述机床；
86.s42、水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第一预设位置；
87.s43、竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿竖直向远离所述机床；
88.s44、竖直驱动结构传感器确定所述竖直驱动机构运动至第二预设位置；
89.s45、水平驱动机构驱动所述送丝机构继续沿水平向靠近所述机床；
90.s46、水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第三预设位置；
91.s47、竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿竖直向靠近所述机床；
92.s48、竖直驱动结构传感器确定所述竖直驱动机构运动至第四预设位置。
93.s60、所述水平驱动机构和/或所述竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向远离所述机床包括：
94.s61、所述水平驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向远离所述机床；
95.s62、所述水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第五预设位置。
96.在本发明提供的技术方案中，先通过水平驱动机构8驱动送丝机构3沿水平向靠近机床，再通过竖直驱动机构9驱动送丝机构3沿竖直向远离机床方便安装，再通过水平驱动机构8驱动送丝机构3沿水平向继续靠近机床，再通过竖直驱动机构9驱动送丝机构3沿竖直向靠近机床完成丝柄的安装；丝柄安装后可通过水平驱动机构8直接驱动送丝机构3远离机床。需要说明的是，第一预设位置至第五预设位置可以是水平方向上送丝机构3距机床的距离或者竖直方向上送丝机构3距机床的距离，通过这些预设位置的限定，能够方便水平驱动
机构8以及竖直驱动机构9确定运动位置，使得运动一致且稳定，保证上丝效果。此外需要注意的是，第一预设位置至第五预设位置可以任意设置数值，且水平驱动机构8与竖直驱动机构9的运动顺序可以更换设置，本发明对此并不加以限定。
97.基于上述自动换丝的丝库装置1，本发明还提供一种自动换丝的丝库装置的卸丝方法，包括：
98.s100、接收到卸丝指令，确定机床内有丝柄；
99.s200、驱动丝库盘旋转至目标卸丝位，并确定所述目标卸丝位无丝柄；
100.s300、水平驱动机构和/或竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向所述机床靠近；
101.s400、所述机床内夹取部松开目标丝柄，夹取驱动机构驱动所述送丝机构夹取所述目标丝柄；
102.s500、所述水平驱动机构和/或所述竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向远离所述机床；
103.s600、夹取驱动机构松开所述目标丝柄，所述目标丝柄安装于所述目标卸丝位；
104.s700、确定所述目标卸丝位有丝柄。
105.与上丝流程类似，在接收到卸丝指令后，丝库装置需要确认机床上有丝柄，并根据机床上的丝柄确认其安放的丝柄位6，并确认该丝柄位6上无丝柄，可以进行丝柄的安装。若目标卸丝位无丝柄，则使用第一驱动机构4驱动丝库盘2旋转，使目标卸丝位与送丝机构3相对应，然后需要驱动送丝机构3运动至机床预设位置处，将目标丝柄取出并带回丝库装置。
106.具体地，s300、水平驱动机构和/或竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向所述机床靠近包括：
107.s310、水平驱动机构驱动送丝机构沿水平向靠近所述机床；
108.s320、水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第一预设位置。
109.s500、所述水平驱动机构和/或所述竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向和/或沿竖直向远离所述机床包括：
110.s510、竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿竖直向远离所述机床；
111.s520、竖直驱动结构传感器确定所述竖直驱动机构运动至第二预设位置；
112.s530、水平驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向远离所述机床；
113.s540、水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第三预设位置；
114.s550、竖直驱动机构驱动所述送丝机构沿竖直向靠近丝库盘；
115.s560、竖直驱动结构传感器确定所述竖直驱动机构运动至第四预设位置；
116.s570、水平驱动机构驱动所述送丝机构沿水平向继续远离所述机床；
117.s580、水平驱动机构传感器确定所述水平驱动机构运动至第五预设位置。
118.在本发明提供的技术方案中，先通过水平驱动机构8驱动送丝机构3沿水平向靠近机床，机床上夹取部松开丝柄，送丝机构3夹取丝柄，送丝机构3沿竖直向和水平向返回原位，将丝柄放入目标卸丝位中，再确认目标卸丝位中有丝柄，则完成整个卸丝流程。需要注意的是，在上丝和卸丝流程中第一预设位置至第五预设位置均为位置的指代，并不代表在两个方法中这些预设位置是相同的，当然这些预设位置在上丝和卸丝流程中可能存在对应关系，也可无对应关系，本发明对此并不加以限定。
119.本发明提供的自动换丝的丝库装置1，丝库盘2上可以容纳多种不同规格的电极丝，可以满足同一产品不同直径孔的加工需求，提高工作效率；且可以通过送丝机构3、第一驱动机构4以及第二驱动机构5配合机床自动更换电极丝，实现生产加工自动化，减少了电极丝装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，同时减少了多次安装造成的定位误差，提高加工精度，能实现高精高效的加工。且本发明提供的上丝及卸丝方法节约了机床的换丝时间，有利于提高加工效率。
120.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本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精神和范围。