專利名稱：短行程往復線切割加工裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種往復線切割加工裝置。
傳統的快走絲線切割機床采用貯絲筒均勻排絲，絲筒高速旋轉時拖板同時帶動絲筒作往復定向運動；當拖板碰到限位開關時便改變絲筒運轉方向，周而復始重復使用絲筒上的電極絲進行對工件的切割加工。為了說明的方便起見，在下文中將這種傳統的往復走絲線切割加工機床稱為長行程往復線切割加工裝置。長行程往復線切割加工裝置存在的問題是被加工件表面會產生明顯的黑白條紋和較深的換向絲痕，從而遠遠超過被線切割加工的工件所要求的光潔度；即使作多次往復切割加工也難于消除絲痕。這樣，就需要加工操作者對機械傳動機構進行特別細心的調整或不斷更換部件，以苛刻的要求來獲得所要求的切割工件的質量。然而，即使這樣也很難達到較高的質量要求。
鑒于上述情況，本實用新型的目的是提供一種可減輕甚至消除絲痕從而獲得具有高光潔度加工表面的被切割加工件的往復線切割加工裝置。
為實現上述目的，本實用新型提供一種短行程往復線切割加工裝置，它包括機床床身、設置在機床床身內的機械傳動裝置、用于驅動機械傳動裝置的驅動電機、設置在機床床身上面的加工工作臺、設置在工作臺上由機械傳動裝置傳動的拖板和與拖板相連接由拖板帶動的貯絲筒；其特點是所述的驅動電機是一種可調直流電機；還包括一帶有中央處理器(以下簡稱CPU)的線切割機床電氣線控部分以及一由所述電氣線控裝置相連接由它控制的含有放大、切換和各信號輸入線路的線切割機床電氣功率驅動放大部分。
采用本實用新型的上述技術方案，由于通過CPU控制相互依賴、配合使用的可調電機的轉速以及脈沖電源能量各參數實現小行程雙向不等量往復運動的實時可調；由于采用了短行程往復加工的新模式，提高了整個加工通道上的一致性，大大改善了兩頭電極的松弛狀況；在CPU的運作、判別控制下，可加工出色澤均勻、無換向絲痕的高光潔度線切割加工表面。采用本實用新型的上述加工模式可降低對機械傳動裝置的調整和精度要求；同時在保證獲得高光潔度的被切割加工工件的同時，也并未增加線切割機床的費用。
下面將參照附圖對本實用新型的一較佳實施例進行具體說明，以便更清楚地理解本實用新型的目的、特點和優點。
圖1是傳統絲筒走絲示意圖；圖2是本實用新型的絲筒短行程往復走絲示意圖；圖3是本實用新型一較佳實施例的線切割機床電氣控制部分示意圖；圖4是本實用新型一較佳實施例的線切割機床電氣功率驅動放大部分的線路圖；圖5是示出電極絲在絲筒上密排和向左和向右往復移動的示意圖。
如
圖1所示，圖中向右和向左的箭頭分別表示電機旋轉時帶動電機上拖板在左換向簧頭LH和右換向簧頭RH之間向左和向右移動的上程和下程，處于上程時電機順轉，而處于下程時電機逆轉，通過拖板的左右往復移動使整齊密排在絲筒24上的電極絲25(如圖5所示)可來回進入加工火花腐蝕區，這樣可重復使用絲筒24上的電極絲25。在傳統的走線系統中，它是由一對停啟按鈕來控制絲筒電機的停、轉。絲筒24旋轉，在機械傳動裝置中的螺桿、螺母的嚙合傳動作用下，絲筒24上的拖板被帶動，從而使絲筒既作旋轉運動，又作直線移動；當這些移動的拖板碰到兩端的行程開關時，通過行程開關的接觸片的通斷電變化來改變相對應的繼電器通斷狀態，從而改變電機轉向，也改變了絲筒直線移動方向；這樣，使整筒密排的電極絲均能進入加工部位，配以電火花作用就可進行線切割加工。這完全是采用簡單的機械式裝置來改變電機轉向，并且只有碰到兩端行程開關才能改變運轉方向。
下面來具體說明本實用新型一實施例的短行程往復線切割加工裝置的具體結構和工作原理。
本實用新型的短行程往復線切割加工裝置，它包括機床床身、設置在機床床身內的機械傳動裝置、用于驅動機械傳動裝置的驅動電機、設置在機床床身上面的加工工作臺、設置在工作臺上由機械傳動裝置傳動的拖板和與拖板相連接由拖板帶動的貯絲筒；由于這些零部件與已有技術的往復線切割加工裝置的相同，故省略對它們的具體結構的描述。本實用新型的改進特點是所述的驅動電機是一種可調直流電機，還包括一如圖4所示的帶有中央處理器(以下簡稱CPU)的線切割機床電氣線控部分，以及一如圖3所示的含有放大、切換和各信號輸入線路的線切割機床電氣功率驅動放大部分。
下面具體說明本實用新型的線切割機床電氣功率驅動放大裝置和線控裝置的結構特點。
如圖3所示，本實用新型的線切割機床電氣控制部分設有一含有輸入端I1至I6和輸出端O1至O8的中央處理器CPU；一邏輯變換器GAL，它含有與CPU的相應輸出端O2至O8相連接的各輸入端和輸出端G1至G6以及相應接線端IG7至IG10；一系列的輕觸鍵右簧頭觸鍵RH、左簧頭觸鍵LH、增速鍵18、減速鍵19、絲筒關觸鍵20、絲筒開觸鍵21、水泵開觸鍵22和水泵關觸鍵23，其中，右簧頭觸鍵、左簧頭觸鍵、增速鍵、減速鍵分別與CPU的各相應輸入端I2至I5相連接，絲筒關觸鍵與輸入端I6和IG10相連接，絲筒開觸鍵與輸入端IG9相連接，以及水泵開觸鍵和水泵關觸鍵分別與接線端端IG7、IG8相連接；二極管LED顯示器26-31，它們連接在CPU和GAL間的連接線與接地之間；電流放大三極管32至37以及一16芯插座13，各個芯1至12的輸入插口分別與I1至I3及脈沖電源控制信號GP和各電流放大三極管的輸出端R、L、SB、K0、K1、K2相連接；電流放大三極管的各輸入端與GAL的相應輸出端G1至G6相連接。
以下簡要說明圖3中各部分的功能和工作原理。圖中的CPU是系統的核心，其輸入端為I1至I6，輸出端為O1至O8。I1是總停信號，來自機床的關機信號GS，它用作關直流電機的信號。I2與右簧頭RH連接；I3與左簧頭LH連接；它們是作為電機順轉、電機拖板右移的上程和電機逆轉、電機拖板左移的下程的判別依據，來自于機床。I4與增速鍵18連接，I5與減速鍵19連接；它們分別作為電機轉速遞增和遞減6檔變化以及傳統快絲走絲系統和短行程往復走絲系統信號的識別依據。I6與絲筒關按鍵20連接，接受此信號，CPU產生關電機信號。O1輸出端，在二種模式運行過程中均能產生對電火花脈沖電源開關的控制信號，經擴展產生改變脈沖電源參數信號，使其與走絲系統密切相連。O2至O7為CPU接受輸入端各種信號后經處理所獲得的輸出信號的輸出端，它們將輸出信號輸入到邏輯變換器GAL中，根據譯碼產生GAL輸出信號G1至G6(將在下文中進一步說明)，同時用來點亮發光二極管LED26至30；用戶可根據所述5個LED點亮的不同形式可明了當前工作處于哪一種狀態(傳統走絲系統或者短行程往復系統)；同時還可知道是6檔轉速中的哪一檔。O8是電源指示的輸出端，它與LED31連接，顯示正常工作狀態；一旦斷絲總停LED作閃爍顯示不正常狀態。圖中的邏輯轉換器(芯片)GAL用于接受CPU送來的各種碼制信號，通過譯碼產生以下輸出信號G1輸出端產生電機順轉信號R以及G2輸出端產生電機逆轉信號L，它們同時控制電機的停、轉；G3輸出端產生水泵開、關信號；G4至G6分別產生信號K0、K1、K2，依據信號K0、K1、K2狀態擬定了電機轉速的檔次。上述這些信號通過電流放大三極管32至37放大，然后經過16芯插座13轉送到機床電氣功率驅動放大部分上。
圖4示出本實用新型的線切割機床電氣功率驅動放大部分，它由直流電機的轉子電壓變換器15、定子電壓輸出控制器16、橋式整流器38、39、電機正反轉控制器14、水泵繼電器17組成，它們通過線路連接于16芯插座13。如圖所示，直流電機的轉子和定子的電壓分別由變壓器次級提供。轉子電壓變換器的輸入端接變壓器0-100V多檔抽頭，由16芯插座送來的K0、K1、K2信號組合產生相關檔次電壓，并經橋式整流器38輸入到電機正反轉控制器14上，而組合16芯傳來的順轉信號R和逆轉信號L產生電壓極性送往轉子電壓端S1、S2。定子電壓輸出控制是根據順轉信號R和逆轉信號L決定定子電壓的輸出，經橋式整流器39送往定子電壓端T1、T2上。GP信號是由16芯插座送來的脈沖電源控制信號，它通過繼電器40的觸頭生成脈沖電源開關信號MP供線切割脈沖開關等用。圖中SB、SB1至SB3為水泵開關控制信號。圖中GS為總停信號，它與左換向簧頭LH、右換向簧頭RH均來自機床端，轉送到16芯插座13上，再送入機床電氣控制部分的CPU上，用作判別控制。
從上述可知，本實用新型的短行程往復走絲裝置僅僅是將碰到兩端處行程開關的信號送入CPU芯片中，以作為CPU處理上程或下程行進的數據。整個絲筒行進過程可分解成相當數量的短行程，而在執行這些短行程的過程中實施長度不等的往復運動，如圖2所示，往復的長度可根據要求而設定而由CPU控制，并且這些短行程中往復長度不一的信號經過一邏輯變換器GAL處理，即時通過一16芯插座13送入線切割機床電氣功率驅動放大部分后轉接直流電機端完成電機正逆旋轉的變換。可以這樣認為在電機在在作上程或下程的直線移動時，移動路徑是由很多往復不一的短行程疊加組成；而兩端處的行程開關僅作為改變絲筒直線位移的上程或下程的依據，由CPU進行判斷并綜合處理后產生正確的上程或下程的相關信號。控制面板(未圖示)上安裝有增速鍵18和減速鍵19兩個輕觸鍵，這樣通過輕擊這兩個按鍵產生增1或減1的信號，使電機轉速逐次遞增或遞減用以調整電機轉速，以適應不同材料、不同厚度和不同精度的加工要求；它特別適用于快走絲的多次切割，作為提高線切割光潔度和精度的措施。通過相應次的切割可調整電機轉速以大大提高加工質量及其穩定性。它產生的增減信號經CPU判定并由邏輯變換器GAL處理后產生K0、K1、K2信號送入功率放大部分中的轉子電壓變換器15，以產生6檔電壓供直流電機調整轉速使用。另外，通過對這兩個鍵的輕擊，經CPU識別，根據需要CPU會產生傳統的快走絲模式或者是短行程往復加工模式的信號。二種走絲模式可混成一體而擴充了應用范圍，因此既保留了傳統的快走絲模式也開創了短行程往復加工的新模式。
權利要求1．一種短行程往復線切割加工裝置，它包括機床床身、設置在機床床身內的機械傳動裝置、用于驅動機械傳動裝置的驅動電機、設置在機床床身上面的加工工作臺、設置在工作臺上由機械傳動裝置傳動的拖板和與拖板相連接由拖板帶動的貯絲筒；其特征在于所述的驅動電機是一種可調直流電機；還包括一帶有中央處理器(CPU)的線切割機床電氣線控部分以及一由所述電氣線控裝置相連接由它控制的含有放大、切換和各信號輸入線路的線切割機床電氣功率驅動放大部分。
2．如權利要求1所述的短行程往復線切割加工裝置，其特征在于，所述中央處理器(CPU)含有輸入端(I1-I6)和輸出端(O1-O8)，還包括一邏輯變換器(GAL)，它含有與CPU的相應輸出端(O2-O8)相連接的各輸入端和輸出端(G1-G6)以及相應接線端(IG7-IG10)；一系列的輕觸鍵右簧頭觸鍵(RH)、左簧頭觸鍵(LH)、增速鍵(18)、減速鍵(19)、絲筒關觸鍵(20)、絲筒開觸鍵(21)、水泵開觸鍵(22)和水泵關觸鍵(23)，右簧頭觸鍵、左簧頭觸鍵、增速鍵、減速鍵分別與CPU的各相應輸入端(I2-I5)相連接，絲筒關觸鍵(20)與輸入端(I6-IG10)相連接，絲筒開觸鍵(21)與接線端(IG9)相連接，以及水泵開觸鍵(22)和水泵關觸鍵(19)分別與接線端(IG7、IG8)相連接；二極管LED顯示器(26-31)，它們連接在中央處理器(CPU)和邏輯變換器(GAL)間的連接線與接地之間；電流放大三極管(32-37)以及一16芯插座(13)，各個芯(1-12)的輸入插口分別與輸入端(I1-I3)及脈沖電源控制信號(GP)和各電流放大三極管(32-37)的輸出端(R、L、SB、K0、K1、K2)相連接；電流放大三極管的各輸入端與(GAL)的相應輸出端(G1-G6_相連接。
3．如權利要求1所述的短行程往復線切割加工裝置，其特征在于，所述線切割機床電氣功率驅動放大部分包括直流電機的轉子電壓變換器(15)、定子電壓輸出控制器(16)、橋式整流器(38、39)、電機正反轉控制器(14)和水泵繼電器(17)，它們通過線路連接于16芯插座(13)。
專利摘要一種短行程往復線切割加工裝置,是對傳統往復線切割加工機床的改進,其特點是驅動電機是一種可調直流電機;還包括:一帶有中央處理器(CPU)的線切割機床電氣線控部分以及一與所述電氣線控裝置相連接由它控制的含有放大、切換和各信號輸入線路的線切割機床電氣功率驅動放大部分。這樣的裝置突出了絲筒的短行程雙向不等量往復運動特點,可在CPU控制下加工出無絲痕的具有高光潔度的被加工件。
文檔編號B23H7/26GK2422083SQ0021765
公開日2001年3月7日 申請日期2000年5月18日 優先權日2000年5月18日
發明者張建榮 申請人:上海大量電子設備有限公司