CN101376186A - 电火花线切割用恒张力走丝方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种电火花线切割用恒张力走丝方法及装置，属于特种加工领域。该方法包括以下过程：在电极丝运行过程中，控制器通过反馈电路自动监测放丝桶电机与收丝桶电机产生的力矩，并控制上述力矩差恒定。该装置包括反馈电路(14)、控制器(12)、逆变电路(13)、其中反馈电路(14)接收放丝桶电机(15)和收丝桶电机(16)的电路信号，控制器(12)输入端与反馈电路(14)输出端相连接受反馈信号，控制器(12)输出端通过逆变电路(13)分别与放丝桶电机(15)和收丝桶电机(16)相连。本发明优点在于结构简单，控制方便，且张力保持恒定。
Description
技术领域
本发明属于特种加工领域，涉及电火花线切割电极丝恒张力走丝的方法及其装置。
背景技术
电极丝的恒张力运行是电火花线切割加工的关键技术之一，其主要的技术要求就是在运行过程中保持张力恒定。现有的恒张力装置主要是克服电极丝在运行过程中的拉伸导致的张力变化。通常是增加一个可改变电极丝长度的装置，来暂时性的减小电极丝变化对张力的影响。其不足之处在于此装置不易实现实时监控；并且当超过一定限度后，该装置失效。
中国专利文献CN 1709626A公开了一种电火花线切割机床的电极丝恒张力运丝的方法及装置。其方法是利用一种机械结构使一个电机驱动两个丝桶，并使其中一个受到阻尼器产生的阻尼力，以实现两丝桶力矩差恒定的目的。该装置的阻尼力由阻尼器产生只能定性处理，无法实现准确的张力控制；在电极丝运行过程中无法准确判定电极丝运行状态；并且其结构复杂，无法实现自动控制。
发明内容
本发明主要针对现有电火花线切割中电极丝恒张力自动控制困难，恒张力机构过于复杂等问题。提供一种控制准确、结构简单、实用方便的电火花线切割用恒张力走丝方法及装置，满足电火花线切割恒张力走丝的要求，从而达到提高加工精度、改善加工效率的目的。
一种电火花线切割用恒张力走丝方法，其特征在于包括以下过程：在电极丝运行过程中，通过反馈电路自动监测放丝桶电机与收丝桶电机产生的力矩，并控制上述力矩差恒定。
一种电火花线切割用恒张力走丝装置，其特征在于：包括反馈电路、控制器、逆变电路、其中反馈电路接收放丝桶电机和收丝桶电机的转矩信号，控制器输入端与反馈电路输出端相连接受反馈信号，控制器输出端通过逆变电路分别与放丝桶电机和收丝桶电机相连。
与现有的技术相比，本发明具有如下效果：1、在电极丝运行过程中，收丝桶与放丝桶均产生力矩，且两者之差恒定，以实现恒张力加工；2、可以根据反馈信号，对输出信号实时调整使电极丝运行更加平稳；3、本发明不需要使用张力传感器，不需要改变原有的电极丝走丝机构，且电路简单、成本低廉。
上述方法，可以利用控制器以直接转矩控制方法输出控制信号通过逆变电路控制放丝桶电机与收丝桶电机。控制器直接以转矩为控制变量，大幅增加了控制精度，使转矩更为平稳。
上述方法，可以利用控制器通过反馈电路自动监测包括断丝在内的异常情况，并根据监控器的要求改变输出。其可以增加***的可靠性，提高断丝等现象对加工质量的影响。
上述装置，还可以包括监控器，它与控制器双向连接用于给定控制规则、获取状态信号。可以在加工过程中根据实际加工需求，实时调整输出转矩，并及时将加工状态反馈给监控器。
附图说明
图1是本发明的一种电火花线切割用恒张力走丝装置及放丝桶电机、收丝桶电机示意图。
图2为一种电火花线切割用恒张力走丝方法的较佳实施流程图。
图3为本发明涉及的控制器原理图。
图4为本发明涉及的逆变电路原理图。
图5为本发明涉及的反馈电路原理图。
图中标号名称：1 控制规则，2 状态信号，3 控制信号，4 反馈信号，5、6能量信号，7、8 电路信号，9、10 转矩，11 监控器，12 控制器，13 逆变电路，14 反馈电路，15 放丝桶电机，16 收丝桶电机。
具体实现方式：
本发明的电火花线切割用恒张力走丝方法及装置，主要是控制器通过逆变电路控制电机输出恒定转矩，以实现电极丝的恒张力运行。以下介绍本发明涉及的方法和装置的具体实施方案。
图2为一种电火花线切割用恒张力走丝方法的较佳实施流程图，包括以下步骤：
步骤21：如图1所示的监控器11将控制规则1输入给控制器12；
步骤22：如图1所示的控制器12正常工作，根据控制规则1及反馈信号4，通过计算、分析输出控制信号3及状态信号2
步骤23：如图1所示的控制信号3控制逆变电路13输出能量信号5，6；
步骤24：如图1所示的能量信号5，6分别输入给放丝桶电机15和收丝桶电机16，使之产生转矩9，10；
步骤25：如图1所示的作用在收丝桶电机15与放丝桶电机16上的能量信号2、3，经过电机；其电路信号7，8通过反馈电路13将转化为反馈信号4；
步骤26：如图1所示的监控器11读取状态信号2，用以监测运行状态。
以上步骤21、步骤22、步骤23、步骤24、步骤25、步骤26在电火花线切割用恒张力走丝装置工作期间重复执行，直到该走丝装置停止运行。
如果发生断丝等异常情况，将导致收丝桶电机与放丝桶电机电路信号异常变化，控制器可以根据反馈信号，并根据控制规则改变控制信号。
图1是本发明的电火花线切割用恒张力走丝装置的一个实施案例，它包括监控器11、控制器12、逆变电路13、反馈电路14以及放丝桶电机15、收丝桶电机16，其特征在于：
首先，控制器12读取控制规则1、反馈信号4通过计算、分析输出状态信号2、控制信号3；
其次，逆变电路13由控制器得到控制信号3并将之转换为能量信号5、6；
最后，反馈电路14将电机电路信号7、8转化为反馈信号4；
以上所述控制器12可由图3所示的电路实现；其为DSP的最小***。
以上所述控制器13可由图4所示的电路实现；控制信号经过光耦元件131，以使控制信号不受功率信号的干扰，经过功率放大模块133、134使进过光耦的控制信号成为能量信号5、6。
以上所述控制器14可由图5所示的电路实现；电路信号中的电流信号经过霍尔传感器135、138转换为电流反馈信号；电路信号中的电压信号经过分压电路136、139与隔离放大器137、140转换为电压反馈信号。将各种信号合成为反馈信号4。
以上所述仅为本发明涉及的一种电火花线切割用恒张力走丝方法及装置的一个较佳的实施方式，但本发明的实施范围并不局限于此例。
Claims (5)
1、一种电火花线切割用恒张力走丝方法，其特征在于包括以下过程：在电极丝运行过程中，控制器通过反馈电路自动监测放丝桶电机与收丝桶电机产生的力矩，并控制上述力矩差恒定。
2、根据权利要求1所述的电火花线切割用恒张力走丝方法，其特征在于：利用控制器以直接转矩控制方法输出控制信号通过逆变电路控制放丝桶电机与收丝桶电机。
3、根据权利要求1或2所述的电火花线切割用恒张力走丝方法，其特征在于：利用控制器通过反馈电路自动监测包括断丝在内的异常情况，并根据监控器的要求改变输出。
4、一种电火花线切割用恒张力走丝装置，其特征在于：包括反馈电路(14)、控制器(12)、逆变电路(13)、其中反馈电路(14)接收放丝桶电机(15)和收丝桶电机(16)的电路信号，控制器(12)输入端与反馈电路(14)输出端相连接受反馈信号，控制器(12)输出端通过逆变电路(13)分别与放丝桶电机(15)和收丝桶电机(16)相连。
5、根据权利要求4所述的电火花线切割用恒张力走丝装置，其特征在于：还包括监控器(11)，它与控制器(12)双向连接用于给定控制规则、获取状态信号。
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