高精度运丝机构的控制系统及线切割机床的制作方法
【专利摘要】一种高精度运丝机构的控制系统及线切割机床，该高精度运丝机构的控制系统，包括运丝筒、运丝电机、工作平台和安装座，所述运丝筒可转动地设置在所述工作平台，所述运丝电机驱动所述运丝筒转动；所述工作平台可滑动地设置在所述安装座；所述运丝电机为伺服电机。通过具有连续波形的电流调节伺服电机，在其转向交替变化时，苜丝运动方向的改变是逐渐进行的，故而所产生的惯性力几乎可以忽略，避免在工件表面出现切割痕迹，平整度好，提高切割质量。
【专利说明】
高精度运丝机构的控制系统及线切割机床
技术领域
[0001]本实用新型涉及线切割设备领域，特别是一种高精度运丝机构的控制系统及线切割机床。
【背景技术】
[0002]在我国工业技术飞速发展的新形势下，急需大力发展各类模具、电极和精密零部件等加工技术，而数控线切割技术正是各类模具、电极和精密零部件等加工工艺领域中的一种关键技术。目前在电视、仪表等行业新产品的研究开发过程中，常采用数控线切割方法直接切割出零件，大大缩短了研制周期，并降低了成本，提高了产品精度质量。因此电火花机床的研究与改进是我国国内市场的需要，也能为我国的工业的发展起到一定的推动作用。
[0003]现有技术中的电火花线切割机床的运丝机构，包括设置于所述的线切割机床的安装座上的工作平台、转动设置在工作平台上的用于绕设钼丝的运丝筒、设置在所述的工作平台控制所述的卷丝筒转动和工作平台直线运动的传动机构。伺服电机的正反转带动运丝筒转动以实现放丝供线切割使用和线切割完成后苜丝的回收;现有技术中伺服电机被具有矩形波形状的电流驱动，而矩形波形状的电流只有两种状态，不是高电平，就是低电平，伺服电机的转向交替变化时，是高电平/低电平的突然消失，低电平/高电平的即刻延续，由于苜丝在先运动时的惯性，这样运动方向的突然改变，则所产生的惯性力容易在被切割的工件表面产生切割痕迹，从而影响切割工件表面的质量。
【实用新型内容】
[0004]针对上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种高精度运丝机构的控制系统及线切割机床，使用该控制系统进行切割，苜丝方向变换时，不会在工件表面出现切割痕迹。
[0005]为达此目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0006]高精度运丝机构的控制系统，包括运丝筒、运丝电机、工作平台和安装座，所述运丝筒可转动地设置在所述工作平台，所述伺服电机驱动所述运丝筒转动;所述工作平台可滑动地设置在所述安装座;所述运丝电机为伺服电机。
[0007]优选的，还包括PLC控制模块、驱动模块和稳压电源装置，所述稳压电源装置为所述伺服电机提供其转动所需的电能；
[0008]所述PLC控制模块与所述驱动模块电连接，可输出具有连续波形电流的所述驱动模块与所述伺服电机电连接，使得所述伺服电机能实现正反转的双向转动。
[0009]优选的，还包括断丝保护装置，所述断丝保护装置与所述PLC控制模块电连接。
[0010]优选的，还包括丝杆、主动齿轮、从动齿轮、滑轨和滑块；
[0011]所述主动齿轮和从动齿轮相互啮合，所述主动齿轮与所述运丝筒的转轴固定连接，所述从动齿轮与所述丝杆的丝杆主体固定，所述丝杆的丝杆副固定在所述安装座；
[0012]所述滑轨固定在所述安装座或工作平台，所述滑块可滑动地设置在所述滑轨；所述滑轨为线性直线导轨，两所述线性直线导轨沿所述安装座或工作平台的长度方向平行固定在所述安装座或工作平台的底部。
[0013]优选的，所述主动齿轮和从动齿轮之间设有传动齿轮，所述传动齿轮可转动地设置在所述工作平台，且分别与所述主动齿轮和从动齿轮啮合;所述主动齿轮、从动齿轮和传动齿轮都为斜齿轮。
[0014]优选的，所述传动齿轮为由大齿轮和小齿轮组成的同步齿轮，所述主动齿轮与所述大齿轮啮合，所述从动齿轮与所述小齿轮啮合。
[0015]优选的，所述丝杆主体的两端固定有轴承，所述轴承可转动地设置在所述轴承座，所述轴承座固定在所述工作平台。
[0016]优选的，所述运丝筒的两端可转动地设置在壳体上，所述壳体固定在所述工作平台；所述主动齿轮和从动齿轮罩扣在所述壳体内。
[0017]优选的，所述工作平台上设有沿所述工作平台滑动方向延伸的限位槽，所述安装座上设有限位开关，所述限位开关设置在所述限位槽内且两者能相对滑动。
[0018]—种包括上述控制系统的线切割机床。
[0019]本实用新型的有益效果:本技术方案中通过PLC控制模块的调节，驱动模块输出具有连续波形的电流，如正弦波，通过具有连续波形的电流调节伺服电机，在其转向交替变化时，苜丝运动方向的改变是逐渐进行的，故而所产生的惯性力几乎可以忽略，避免在工件表面出现切割痕迹，平整度好，提高切割质量；
[0020]齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大，通过齿轮将运丝筒的转动力传递给丝杆，作为使运丝筒相对安装座作直线运动的动力，传送精度高，更重要的是，可通过调节齿轮的传动比调节运丝筒的直线运动速度，从而避免了钼丝在运丝筒上发生缠绕，保证钼丝能从运丝筒均匀送出，均匀回收缠绕，实用性强；
[0021 ]通过滑轨和滑块实现安装座和工作平台之间的可滑动设置，结构简单，安装方便，性价比高;两平行设置的线性直线导轨，限定了安装座和工作平台在宽度方向上的移动，提高两者相对运动的稳定性。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型中控制系统的一个实施例的模块结构图；
[0023]图2是本实用新型的一个实施例的整体结构图；
[0024]图3是本实用新型的一个实施例的竖直方向上的剖视图；
[0025]图4是本实用新型中各齿轮及丝杆的安装结构图。
[0026]其中:运丝筒I，转轴101;工作平台3，安装座4;丝杆5，丝杆主体501，丝杆副502;主动齿轮6，从动齿轮7;传动齿轮8，大齿轮81，小齿轮82;滑轨9，滑块10，轴承11，轴承座12，壳体13，限位槽14，限位块15。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本实用新型的技术方案。
[0028]如图2及图3所示，高精度运丝机构的控制系统，包括运丝筒1、运丝电机、工作平台3和安装座4，所述运丝筒I可转动地设置在所述工作平台3，所述伺服电机驱动所述运丝筒I转动;所述工作平台3可滑动地设置在所述安装座4;所述运丝电机为伺服电机。
[0029]现有技术中使用的一般电机，断电后它还会因为自身的惯性再转一会儿，然后停下，而本技术方案中使用的伺服电机工作状态说停就停，说走就走，反应极快，避免在工件表面出现切割痕迹，平整度好，提高切割质量。
[0030]如图1所述，还包括PLC控制模块、驱动模块和稳压电源装置，所述稳压电源装置为所述伺服电机提供其转动所需的电能；
[0031]所述PLC控制模块与所述驱动模块电连接，可输出具有连续波形电流的所述驱动模块与所述伺服电机电连接，使得所述伺服电机能实现正反转的双向转动。
[0032]本技术方案中通过PLC控制模块的调节，驱动模块输出具有连续波形的电流，如正弦波，通过具有连续波形的电流调节伺服电机，在其转向交替变化时，苜丝运动方向的改变是逐渐进行的，故而所产生的惯性力几乎可以忽略，避免在工件表面出现切割痕迹，平整度好，提高切割质量。
[0033]还包括断丝保护装置，所述断丝保护装置与所述PLC控制模块电连接。
[0034]本实施例中，所述断丝保护装置为用于测试苜丝上所带电流的电流测试装置，当线切割机床上的苜丝断掉时，电流测试装置无法检测到电流，即形成了丝已断的信号，将这一信号传递给PLC控制模块，所述PLC控制模块即调节伺服电机停止工作，避免断丝后的运丝筒I继续旋转，以造成进一步的设备障碍，也方便了后续的维修工作。
[0035]如图2、图3及图4所示，还包括丝杆5、主动齿轮6、从动齿轮7、滑轨9和滑块10;
[0036]所述主动齿轮6和从动齿轮7相互啮合，所述主动齿轮6与所述运丝筒I的转轴101固定连接，所述从动齿轮7与所述丝杆5的丝杆主体501固定，所述丝杆5的丝杆副502固定在所述安装座4;
[0037]所述滑轨9固定在所述安装座4或工作平台3，所述滑块10可滑动地设置在所述滑轨9;所述滑轨9为线性直线导轨，两所述线性直线导轨沿所述安装座4或工作平台3的长度方向平行固定在所述安装座4或工作平台3的底部。
[0038]线切割机的钼丝缠绕在运丝筒I上，运丝筒I向一方向转动以提供钼丝，反方向转动以回收钼丝，运丝筒I转动的同时与安装座4发生相对运动，从而避免钼丝缠绕在运丝筒I的同一位置。伺服电机驱动运丝筒I转动，并通过运丝筒I的转轴101带动所述主动齿轮6转动，主动齿轮6带动从动齿轮7转动;所述丝杆5由丝杆主体501和沿丝杆主体501直线运动的丝杆副502组成，从动齿轮7带动丝杆主体501转动，丝杆副502与丝杆主体501发生相对转动，且丝杆副502相对于丝杆主体501沿其轴线方向作直线运动，而安装座4固定在线切割机床上，丝杆副502固定在所述安装座4，故而丝杆主体501带着与其连接的从动齿轮7、间接连接的主动齿轮6、运丝筒1、伺服电机一起沿其轴线方向相对于安装座4作直线运动，可滑动设置在安装座4，安装着运丝筒I的工作平台3适应上述直线运动设置。
[0039]齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大，通过齿轮将运丝筒I的转动力传递给丝杆，作为使运丝筒I相对安装座4作直线运动的动力，传送精度高，更重要的是，可通过调节齿轮的传动比调节运丝筒I的直线运动速度，从而避免了钼丝在运丝筒I上发生缠绕，保证钼丝能从运丝筒I均匀送出，均匀回收缠绕，实用性强。
[0040]通过滑轨9和滑块10实现安装座4和工作平台3之间的可滑动设置，结构简单，安装方便，性价比高。
[0041]两平行设置的线性直线导轨，限定了安装座4和工作平台3在宽度方向上的移动，提尚两者相对运动的稳定性。
[0042]所述主动齿轮6和从动齿轮7之间设有传动齿轮8，所述传动齿轮8可转动地设置在所述工作平台3，且分别与所述主动齿轮6和从动齿轮7啮合。
[0043]在动齿轮6和从动齿轮7之间增加传动齿轮8，跟直接将两齿轮啮合传动相比，降低了对两者的直径要求，安装时结构更紧凑，能更灵活地适应具体的安装环境。
[0044]所述主动齿轮6、从动齿轮7和传动齿轮8都为斜齿轮。
[0045]斜齿轮具有啮合性好，传动平稳、噪声小；齿与齿之间重合度大的优点，降低了每对齿轮的载荷，提高了齿轮的承载能力，适宜大力推广。
[0046I所述传动齿轮8为由大齿轮81和小齿轮82组成的同步齿轮，所述主动齿轮6与所述大齿轮81啮合，所述从动齿轮7与所述小齿轮82啮合。
[0047]直接将具有两种齿轮尺寸的同步齿轮作为传动齿轮8，满足降低主动齿轮6和从动齿轮7的直接要求、紧凑安装结构的同时，只需安装一个同步齿轮，则简化了安装步骤，提高安装和更换效率。
[0048]所述丝杆主体501的两端固定有轴承11，所述轴承11可转动地设置在所述轴承座12，所述轴承座12固定在所述工作平台3。
[0049]丝杆主体501带着与其连接的从动齿轮7、间接连接的主动齿轮6、运丝筒1、伺服电机一起沿其轴线方向相对于安装座4作直线运动，在丝杆主体501的两端设置轴承11，与之可滑动配合的两轴承座12固定在工作平台3，限定了丝杠主体501只能相对轴承座12转动和沿其轴线方向运动，使得丝杆主体501转动得更平稳，保证运丝精度。
[0050]所述丝杆为滚珠丝杆。
[0051]相对于大多数现有技术中使用的T形丝杆，滚珠丝杆具有定位精度高、传动效率高、磨损低和使用寿命高等优点，适宜大力推广。
[0052]所述运丝筒I的两端可转动地设置在壳体13上，所述壳体13固定在所述工作平台3;所述主动齿轮6和从动齿轮7罩扣在所述壳体13内。
[0053]本实施例中，运丝筒I的两端分别通过轴承可转动地设置在两所述壳体13上，壳体13防止了工作现场的切削液或废渣进入了运丝筒I端部的转动位置，以及传动的主动齿轮6和从动齿轮7的齿间隙和传动间隙内，保证了运丝筒I的顺畅转动，提高工作效率。
[0054]所述工作平台3上设有沿所述工作平台3滑动方向延伸的限位槽14，所述安装座上设有限位开关15，所述限位开关15设置在所述限位槽14内且两者能相对滑动。
[0055]两所述限位开关15平行固定在所述安装座4上，所述限位槽14在两所述限位开关15上滑动，当右端的限位开关15的右侧壁抵住所述限位槽14的右内侧壁，即为工作平台3向左运动时的极限位置，对应的，当左端的限位开关15的左侧壁抵住所述限位槽14的左内侧壁，即为工作平台3向右运动时的极限位置，从而避免了苜丝的多度拉深或过紧缠绕，两所述限位开关15之间的位置可以根据线切割上苜丝的长度进行调整，实用性强。
[0056]以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它【具体实施方式】，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高精度运丝机构的控制系统，包括运丝筒、运丝电机、工作平台和安装座，所述运丝筒可转动地设置在所述工作平台，所述运丝电机驱动所述运丝筒转动;所述工作平台可滑动地设置在所述安装座，其特征在于:所述运丝电机为伺服电机。2.根据权利要求1所述的高精度运丝机构的控制系统，其特征在于:还包括PLC控制模块、驱动模块和稳压电源装置，所述稳压电源装置为所述伺服电机提供其转动所需的电能； 所述PLC控制模块与所述驱动模块电连接，可输出具有连续波形电流的所述驱动模块与所述伺服电机电连接，使得所述伺服电机能实现正反转的双向转动。3.根据权利要求2所述的高精度运丝机构的控制系统，其特征在于:还包括断丝保护装置，所述断丝保护装置与所述PLC控制模块电连接。4.根据权利要求1所述的高精度运丝机构的控制系统，其特征在于:还包括丝杆、主动齿轮、从动齿轮、滑轨和滑块； 所述主动齿轮和从动齿轮相互啮合，所述主动齿轮与所述运丝筒的转轴固定连接，所述从动齿轮与所述丝杆的丝杆主体固定，所述丝杆的丝杆副固定在所述安装座； 所述滑轨固定在所述安装座或工作平台，所述滑块可滑动地设置在所述滑轨；所述滑轨为线性直线导轨，两所述线性直线导轨沿所述安装座或工作平台的长度方向平行固定在所述安装座或工作平台的底部。5.根据权利要求4所述的高精度运丝机构的控制系统，其特征在于:所述主动齿轮和从动齿轮之间设有传动齿轮，所述传动齿轮可转动地设置在所述工作平台，且分别与所述主动齿轮和从动齿轮啮合;所述主动齿轮、从动齿轮和传动齿轮都为斜齿轮。6.根据权利要求5所述的高精度运丝机构的控制系统，其特征在于:所述传动齿轮为由大齿轮和小齿轮组成的同步齿轮，所述主动齿轮与所述大齿轮啮合，所述从动齿轮与所述小齿轮啮合。7.根据权利要求4所述的高精度运丝机构的控制系统，其特征在于:所述丝杆主体的两端固定有轴承，所述轴承可转动地设置在轴承座，所述轴承座固定在所述工作平台。8.根据权利要求4所述的高精度运丝机构的控制系统，其特征在于:所述运丝筒的两端可转动地设置在壳体上，所述壳体固定在所述工作平台；所述主动齿轮和从动齿轮罩扣在所述壳体内。9.根据权利要求4所述的高精度运丝机构的控制系统，其特征在于:所述工作平台上设有沿所述工作平台滑动方向延伸的限位槽，所述安装座上设有限位开关，所述限位开关设置在所述限位槽内且两者能相对滑动。10.—种线切割机床，其特征在于:包括如权利要求1-9中任一项所述的控制系统。
【文档编号】B23H7/10GK205673716SQ201521054663
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2015年12月16日 公开号201521054663.8, CN 201521054663, CN 205673716 U, CN 205673716U, CN-U-205673716, CN201521054663, CN201521054663.8, CN205673716 U, CN205673716U
【发明人】冯尚信, 冯异勇
【申请人】广东大铁数控机械有限公司