[发明专利]用于高速线切割机床的高精度张紧力控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速线切割机床，具体涉及一种控制线切割丝的张紧力的装置和方法。

背景技术

目前现有的线切割机床有单线筒和双线筒两种。这两种机床在切割线张紧力的控制方面主要采用重锤机构、弹簧机构或气缸机构，这几种控制方法均存在控制精度低、响应速度低、张紧力不易调节等缺点，无法满足高速度、高精度线切割加工的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是线切割机床的张紧力不易调节、响应速度低，提供一种容易调节张紧力、响应速度高的高速线切割机床的高精度张紧力控制装置，还介绍了改装置的控制方法。

本发明的技术方案是以下述方式实现的：一种用于高速线切割机床的高精度张紧力控制装置，包括左线筒、左导线轮、右线筒和右导线轮，左线筒和左导线轮之间、右线筒和右导线轮之间设有张紧力装置，所述张紧力装置包括力矩电机，力矩电机的输出轴与摆杆相连，摆杆与压线轮铰接相连，力矩电机还与旋转编码器相连，右导线轮左侧设有电容传感器。

一种用于高速线切割机床的高精度张紧力控制方法，是按照下述方式实现的：（1）以左线筒为放线筒，右线筒为收线筒，此时左侧的张紧力装置不工作，左压线轮与切割线不接触，右侧的张紧力装置工作，右力矩电机通过右摆杆带动右压线轮与切割线接触以提供张紧力，数控系统控制右力矩电机输出转矩，右力矩电机上安装的旋转编码器测量电机的转动角度，由控制系统计算得出右线筒与右导线轮之间的切割线的变形长度，进一步得出此段切割线的张紧力，此时电容传感器测量左导线轮与右导线轮之间切割线的弯曲角度，进而由控制系统计算得出切割线的变形长度，进一步得出此段切割线的张紧力；（2）当左线筒的线即将放完时，左、右线筒的转动方向反转，功能互换，左线筒作为收线筒，右线筒作为放线筒，左侧的张紧力装置开始工作，右侧的张紧力装置停止工作，以此往复。

与现有技术相比，本发明具有下述优点：1. 结合力矩电机旋转编码器和非接触式电容传感器，实现了对切割线的在线实时监测；2.张紧力控制装置由力矩电机驱动，可实现高精度恒张紧力控制；3. 力矩电机由机床数控系统控制，可以实现张紧力的在线实时调节。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如附图所示，一种用于高速线切割机床的高精度张紧力控制装置，包括左线筒1、左导线轮5、右线筒6和右导线轮10，左线筒1和左导线轮5之间、右线筒6和右导线轮10之间设有张紧力装置，所述张紧力装置包括力矩电机，力矩电机的输出轴与摆杆相连，摆杆与压线轮铰接相连，力矩电机还与旋转编码器相连，右导线轮10左侧设有电容传感器12。

本发明中，左线筒1和左导线轮5之间的左张紧力装置、右线筒6和右导线轮10之间的右张紧力装置结构相同。左张紧力装置由左力矩电机2、左摆杆3和左压线轮4组成，右张紧力装置由右力矩电机7、右摆杆8和右导线轮10组成。

本发明用在双线筒线切割机床上，其切割线的运动方式为往复式，即机床在工作时一个线筒为放线筒，另一个线筒为收线筒，当放线筒上的线即将放完时，两个线筒的转动方向反转，功能互换，放线筒变为收线筒，收线筒变为放线筒，切割线反向转动。

本发明所述的用于高速线切割机床的高精度张紧力控制方法，是按照下述方式实现的：（1）以左线筒1为放线筒，右线筒6为收线筒，此时左侧的张紧力装置不工作，左压线轮4与切割线11不接触，右侧的张紧力装置工作，右力矩电机7通过右摆杆8带动右压线轮9与切割线11接触以提供张紧力，数控系统控制右力矩电机7输出转矩，右力矩电机7上安装的旋转编码器测量电机的转动角度，由控制系统计算得出右线筒与右导线轮之间的切割线的变形长度，进一步得出此段切割线的张紧力，此时电容传感器12测量左导线轮5与右导线轮10之间切割线的弯曲角度，进而由控制系统计算得出切割线的变形长度，进一步得出此段切割线的张紧力；（2）当左线筒1的线即将放完时，左、右线筒的转动方向反转，功能互换，左线筒1作为收线筒，右线筒6作为放线筒，左侧的张紧力装置开始工作，右侧的张紧力装置停止工作，以此往复。

本发明中，旋转编码器可以记录摆杆的转动角度，由转动角度可以换算出收线筒与导线轮之间的切割线的长度，记为L₁，进而得出收线筒与导线轮之间的切割线在张力作用下的变形长度ΔL₁。