CN1013939B

CN1013939B - 一种电火花线切割机床的可转动导架

Info

Publication number: CN1013939B
Application number: CN86102230A
Authority: CN
Inventors: 布伦诺·梅迪西; 阿蒂莱昂·洛德蒂
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1985-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1991-09-18
Also published as: DE3511929C2; EP0198230B1; DE3511929A1; KR910010248B1; KR860007989A; CN86102230A; DE3660276D1; JPS61230818A; EP0198230A1; US4677270A

Abstract

一种电火花线切割加工机床可转动导架。用调整液压缸及相连的控制液压缸组成的液压***进行强制偶合以保证始终在同一轴线上。通过液压把调整液压缸的活塞杆互相强制偶合。控制液压缸活塞杆的位移因液压回路的作用使相连的调整液压缸活塞杆作相应位移。因此两可转动导架的方向始终一致。由于用液压***代替了将上、下可转动导架偶合的机械联动装置。使导架间的工作范围以及在该处放置工件的横向面积能是一随意大小的值。

Description

本发明涉及一种使用线状电极的、装有同轴对准、强制偶合、可转动电极线导架的电火花加工机床的导架，其每个枢轴有一个传动装置。

这类电火花加工机床在联邦德国专利公开公报DE-OS 3201544中已见公开。要在这种机床上作锥形或其他斜向的加工，线状电极必须能倾斜。为使线状电极能满意地送入和从电极导架引出，理想的条件是所述导架应布置在一条直线上，电极线位于导架之间。因此电极线导架必须相互同轴。为解决此课题，联邦德国专利公开公报DE-OS 3201544提出将两个电极线导架用一个平行四杆机构进行强制偶合。每个电极线导架装有一个单独的平行四杆机构，两个平行四杆机构之间用一根共用的垂直轴连接起来，该轴是由套管组成的，可以伸缩。该连接轴平行于两个导架之间的电极线，并通过上述装于该两个导架上的平行四杆机构来保证所述导架间的直线对准。

这种设计的一个缺点是，对应于平行四杆机构的长度，该垂直连接轴与电极线之间的空间是有限的。这就对电火花腐蚀加工机床的加工空间施加了限制，使其不适用于大型工件。如将平行四杆机构做得很大，它会受到热膨胀、尺寸上的不准确性以及余隙的影响，从而损及电极线导架之间的对准。

在US-4431896中公开了和上述类型相似的线切割机床，它的两个导架可用机械性连系或用电气性连系，用机械性连系时当机床工作时就没法进行校正导架的方位，而用电气性连系时由于步进电机会失步，两导架的相对方位也就不会准确保持，而且也根本没提到用液压***来连接两个导架。

因此，本发明的目的是提供一种电火花线切割机床的同轴对准、强制偶合的可转动电极线导架，以便在有限的结构费用条件下使两个电极线导架之间能精确的对准而不会对导架间的“加工范围”有所限制。

为了实现上述目的，本发明的一种电火花线切割机床的可转动导架，包括上导架和下导架，上述两导架是分开的又是同轴设置的以引导线状电极，上述导架分别安装在两个相互垂直的平面内的枢轴上，从而使它们可在上述平面内绕两轴转动，上述导架包括在水平面内移动导架的由分别的驱动装置驱动的滑动装置，上述导架还包括用以使导架相互同轴定位的由分别的定位驱动装置驱动的定位装置，由根据两导架间的垂直距离转动一相应角度的分别的转动驱动装置驱动的转动装置，和控制上述驱动装置的控制装置，其特征在于上述定位装置和上述转动驱动装置每个都包括有活塞、活塞腔和活塞杆的液压调整缸，活塞杆连接到导架上，使导架绕相应的枢轴转动，与每个调整缸相配合装有各自的具有分别的活塞、活塞腔和活塞杆的的液压控制缸，每个液压控制缸的活塞腔用液压回路装置连接到相应的调整缸活塞腔上，它们的连接方式使任何一选择的控制缸活塞的移动都引起相应配合的调节缸活塞的移动，因此，每个转动平面都与相应的成对的控制缸和调整缸相配合，在上述平面内分别转动上、下导架，每个转动平面还一套相应的控制装置配合，与每个转动平面相配合的两个控制缸的活塞杆成对地连接，由一套控制装置同步地移动，从而同步地转动两个导架，并保持转动中的各导架同轴。

因此，本发明的基本原理是用一个对所述两个电极线导架实施强制偶合的液压装置来代替原用的平行四杆机械装置。它在结构上提供了更大的自由度，因为所需的液压缸尺寸较小，而与之相连的控制液压缸可以放置在机床的任意部位，因为连接调整液压缸和控制液压缸的液压管道可以有任意的长度。根据本发明的一个方案，控制液压缸是由电子控制的电动机来动作的，而根据另一个方案，则用一个滑座根据工件所需的锥度来对控制液压缸进行调整。该方案的设计特征，在于它装有根据与两个电极线导架之间垂直距离间的函数关系来调整作为连接杠杆的滑杆的有效传动比的补偿***。该***中有一根倾斜的补偿杆。其控制液压缸的活塞杆可在补偿杆上滑动，其控制液压缸通过液压***与补偿液压缸相连，后者可以修正连接杠杆的传动比;其两个控制液压缸可以根据与电极线导架间垂直距离间的函数关系相对于所述补偿杆在垂直方向移动;其补偿液压缸各自与一个支架连接，该支架上固定着与之相关的控制液压缸。这样一个机械式的、结构简单的补偿装置可消除导架间垂直距离的影响，并修正由于所述垂直距离的影响所引起的滑动位移产生的导架角度的摆动。

后面将依据非限制性的实施方案及附图对本发明作详细的说明。所附的图为：

图1为与本发明有关的电火花加工机床重要部件的线路原理示意图;

图2为本发明的另一改进方案的类似的线路原理示意图。

附图中同一代号代表的是同一部件或相应的部件。

电火花加工机床有两个分开装设的电极线导架，上导架为1，下导架为2。上导架1的轴线为3，而下导架的轴线为4。电极线导架相对的尖端之间是机床的加工区或叫腐蚀区，有一根线状电极5通过其间。为取得满意的电火花腐蚀效果，轴线3和轴线4应是同轴的，即轴线3、4和电极线5在加工区内应位于同一根直线上。即使是电极线导架处于倾斜状态时（例如在切蚀一个锥形面时，导架与Z轴线-即垂直轴线-之间是有倾斜度的），它们也应位于同一根直线上。

电极线导架1、2是装在枢轴轴承6、7上的，它们可以围绕两根轴线（U和V）在枢轴上倾斜和转动。围绕U轴的转动使导架在Z轴和V轴形成的平面内转过角度β，而围绕V轴的转动则使导架在Z轴和U轴形成的平面内转过角度α。

为保持上述导架之间的同轴度，其中一个导架（一般是上导架1）必须具备在U座标和V座标形成的平面内作必要的附加位移的条件。这种位移是由机床上可以在V或U方向移动的滑座8或9来提供的。（座标U及V一般指的是切削刀具的调整方向，而座标X和Y则指的是工件的调整方向）。

这样，在本实施方案中，上导架1除了在其枢轴上作α角和β角的转动外，还可以通过滑座8和9（图2）的作用在UV平面内作平面移动，α和β角确定了电极线导架的“方向”。

两个调整液压缸10、11是用来使电极线导架1、2转动β角的，它们的活塞杆12或13连到相应的电极线导架1或2上。活塞杆12、13与相应的导架1、2的铰接点相对于由枢轴轴承6、7 确定的导架1、2的转动点作一定距离的位移，特别是在以枢轴轴承6、7为始点的偏离工作区的某个方向上作位移。

调整液压缸10、11各有被可移动的活塞隔开的缸室14、15或16、17。调整液压缸10、11相互之间是强制偶合的，使它们总是造成（导架）作同样角度（β）和顺着同一转向的转动。为对其进行控制，另有两个控制液压缸18和19，控制液压缸18用于调整下导架2，控制液压缸19调整上导架1。控制液压缸18、19各有被可移动的活塞隔开的缸室20、21或22、23。缸室20通过液压管24同缸室17相连，而缸室21则通过液压管25同缸室16相连。同样，缸室22通过液压管26同缸室15相连，而缸室23则通过液压管27同缸室14相连。调整液压缸10、11及控制液压缸18、19具有实际上相同的结构，以使它们的动作“同步化”。为实施上述强制偶合，控制液压缸18、19的活塞杆28、29是连在一起的。这样，如果活塞杆28向左移动，则活塞杆29也向左移动，缸室20容积减小，其内的流体（例如液压油）被压入缸室17，使后者的容积增大，其结果是缸室16的容积减小，其中的液压油被压入容积相应增大的缸室21。这样，下导架2在图1的平面内向左转过角度β。由于活塞杆28、29是相对布置的，缸室23的容积将变小，而缸室22的容积则相应增大。其结果是调整液压缸10内的活塞和活塞杆12将被推向左边（缸室14的容积变大而缸室15的容积变小）。特别是活塞杆12向左移动的长度同调整液压缸11内的活塞和活塞杆13向右移动的长度是相等的。结果是上导架1将在图1的平面内向左转过相等的角度β。这样，两个电极线导架1、2将具有相同的方向，它们的轴线相互平行，但不在一条直线上，因为枢轴6、7的中心转动点在Z轴方向是分开的。为使电极线导架在转过β角以后能位于同一根轴线上，上导架1必须如图2中虚线所示那样，在V方向作平面移动移过一段距离△V，这种平面移动是由滑座8来实现的。显然，液压缸10也必须有同一尺寸的移动。如将调整液压缸10也固定于滑座8，从而与上导架1一起作同样的平面移动，便可满足这一要求。

电极线导架1、2的支承点可以使其在ZU平面内作同一角度的转动，是由一套液压强制偶合的调整液压缸32或33以及与之连接的相应的控制液压缸40、41来实施的。在示出的实施方案中，调整液压缸32、33内活塞杆34、35的平面移动量通过一个由曲轴装置30或31构成的变换装置将其变为转向动作。为此，活塞杆34、35偏心地安装于曲轴盘的活接头上，而所述的曲轴盘的中轴则与传动轴38、39相连，该传动轴的另一端则与电极线导架1、2的枢轴轴承6、7相连。传动轴38、39以一种合适的方式装设，如图中所示用轴承36、37所支承那样。由于两个导架在转过α角后须维持同轴的布置方式，上导架1也必须在U方向有一个平面位移，因此电极线导架1、曲轴装置30和调整液压缸32都可与滑座9一起作平面移动。

在其他方面，调整液压缸32、33及其控制液压缸40、41与调整液压缸10、11及其相应的控制液压缸18、19在构造上和运行方式上都是对应的。调整液压缸32内的缸室52通过一根液压管49与控制液压缸41内的缸室44相连;其另外一个缸室53通过一根液压管48与控制液压缸41的缸室45相连。调整液压缸33内的缸室54通过一根液压管46与控制液压缸40内的缸室 42相连，而其另外一个缸室55则通过一根液压管47与控制液压缸40内的另外一个缸室43相连。

控制液压缸40、41的两根活塞杆50、51牢固地连接在一起，它们只能一起向同一个方向移动。

为在整个液压***内维持恒定的压力并补偿可能存在的泄漏损失，每个回路中都装有一个蓄压器56，它可以是，例如，一个弹簧加载的蓄压器。这样的蓄压器可以分别在管道24、25、26、27、46、47、48、49中各装一个，以对压力进行全面补偿。

根据图1的实施方案，为调整控制液压缸18、19、或40、41的活塞杆位置而设置了电动的调整装置。第一台调整电动机57可以对角度β进行调整，它的转轴58转动时（例如通过一根主轴传动装置）可使滑块59按箭头60的方向作直线运动，使同时与滑块59连接的活塞杆28、29跟着移过同一距离△S。同样，第二台调整电动机61是为调整角度α用的，它的转轴62转动时带动一个滑块63按箭头64的方向移动一段距离△S，滑块63也同时与活塞杆50、51连接。

调整电动机57、61各自有一个控制装置65、66，它根据外部输入关于α和β角以及加工高度H的数值（例如，通过一个键盘或数字机控制***输入），可以计算出滑块59、63的必需位移量，即△Sα和△Sβ的数值，并根据设定的数值开动调整电动机57、61。这些电动机可以是，例如，步进电动机。

还可以附加一个闭环控制回路。图1中示出的是用于调整上导架1β角的一个闭环回路。用一个传感器67测量活塞杆12的位移量，也就是角度β，然后将测量信号通过控制电路68传递给调节器 69，后者根据测得的信号以及规定的△Sβ值信号给电动机57发出控制信号。对角度α也可以同样组成一个控制回路，它可以，例如，用一个装在枢轴轴承6上的传感器67a测量电极线导架1的转动角α。测得的α角度值以相应的方式提供给控制器66用于调整。

图2示出了本发明的另一个更进一步的实施方案，它以机械装置代替了调整电动机57、61。控制液压缸的活塞杆28、29或50、51用一根连接杠杆与V方向或U方向的滑座8、9相连接。在滑座8上装一组由两根连杆70、71以活接头相连的杠杆。连杆71的自由端与滑座8连接，而连杆70的自由端则与一个固定的轴承72铰接。活塞杆28、29的连接点在连杆70上，例如，活塞杆28、29可以共同连接到一个轴套或套筒73上，连杆70则穿在套筒内。套筒73距轴承72的支点的距离为l₂。连杆70的总长度为l₁。如滑座8有位移，则活塞杆28、29的位移量为滑座8的位移乘杠杆的传动比l₂/l₁，此时电极线导架1转动的角度则为β。

相应地，滑座9的设计方案是通过一根由连杆74、75和套筒76和固定轴承77组成的连接杠杆使活塞杆50、51移动，这样，当滑座9有位移时它可导致电极线导架1、2转一个角度α。

U和V方向的滑座移动可以改变导架的转动角度，但必须指出，在U和V方向的滑座移动与电极线导架角度α和β的改变之间的联系还决定于工作高度，即电极线导架1和2之间在Z方向的距离。为消除工作高度的影响，装设了一个补偿***，其结构叙述如下：两个控制液压缸78、79通过它们的活塞杆81、82与补偿杆80连接，活塞杆81、82的自由端通过套筒的动作，在补偿杆80上滑动。补偿杆以一个给定的与Z轴的夹角倾斜。控制液压缸78、79内活塞两边的缸室分别通过液压管83、84或85、86同补偿液压缸87、88的相应缸室相连。当电极线导架1、2在Z方向有一个位移△Z时，补偿液压缸87、88的活塞杆相应地改变装有控制液压缸18、19或40、41的支架89、90的位置，其位移量为△H。控制液压缸18、19和40、41的这一位移的结果是它改变了连杆70、74的传动比，从而使得控制液压缸18、19或40、41的调整幅度适应机床的工作高度。该两个控制液压缸78、79可以随着上导架1在Z方向一起移动，但补偿杆则是固定不动的。反过来，如果控制液压缸78、79是固定不动的，则补偿杆可以随着上导架1一起在Z方向移动。

在权利要求书、说明书、以及附图中公开的所有技术细节，不管是个别的或是随意组合的，对于本发明都是必需的。

Claims

1、一种电火花线切割机床的可转动导架，包括上导架和下导架，上述两导架是分开的又是同轴设置的以引导线状电极，上述导架分别安装在两个相互垂直的平面内的枢轴上，从而使它们可在上述平面内绕两轴转动，上述导架包括在水平面内移动导架的由分别的驱动装置驱动的滑动装置，上述导架还包括用以使导架相互同轴定位的由分别的定位驱动装置驱动的定位装置，由根据两导架间的垂直距离转动一相应角度的分别的转动驱动装置的转动装置，和控制上述驱动装置的控制装置，其特征在于上述定位装置和上述转动驱动装置每个都包括有活塞、活塞腔和活塞杆的液压调整缸，活塞杆连接到导架上，使导架绕相应的枢轴转动，与每个调整缸相配合装有各自的具有分别的活塞、活塞腔和活塞杆的液压控制缸，每个液压控制缸的活塞腔用液压回路装置连接到相应的调整缸活塞腔上，它们的连接方式使任何一选择的控制缸活塞的移动都引起相应配合的调节缸活塞的移动，因此，每个转动平面都与相应的成对的控制缸和调整缸相配合，在上述平面内分别转动上、下导架，每个转动平面还一套相应的控制装置配合，与每个转动平面相配合的两个控制缸的活塞杆成对地连接，由一套控制装置同步地移动，从而同步地转动两个导架，并保持转动中的各导架同轴。

2、如权利要求1的可转动导架，其特征为备有由电子控制的调整电动机来移动与每个转动平面相配合的控制缸的活塞杆。

3、如权利要求2的可转动导架，其特征为备有测量装置用以测量至少一个导架的转动角度，并备有调整装置用以控制各调整电动机，该测量装置的输出被输入该调整装置使各导架根据测得的转动角度而获得所需的转动角度。

4、如权利要求1的可转动导架，其特征为装有电火花加工机床的工具滑座来使各调整缸配合的导架一起移动。

5、如权利要求1的可转动导架，其特征为在各液压回路连接着一个蓄压装置，以维持回路中的压力恒定。

6、如权利要求5的可转动导架，其特征为蓄压装置是弹簧加载蓄压器。

7、如权利要求1的可转动导架，其特征为每个转动平面均备有移动控制缸的活塞杆的连接杆，上述连接杆连接到电火花加工机床的相应滑座上。

8、如权利要求7的可转动导架，其特征为备有一个补偿***用来调整和两导架间垂直距离呈函数关系的连接杠杆的有效传动比。

9、如权利要求8的可转动导架，其特征为两个补偿缸各备有一个相应的活塞和活塞杆用来修正连接杠杆的传动比，另备有两个控制缸各有一个相应的活塞和活塞杆并被液压地连接到一个相应的补偿缸，该补偿***包括一根倾斜的补偿杆，该另备有的两个控制缸的活塞杆可在该补偿杆上引导滑动，其中该另备有的两个控制缸能在垂直方向相对于该补偿杆根据两导架间的垂直距离作相应的位移。

10、如权利要求9的可转动导架，其特征为补偿缸都和它们配合的连接杠杆相固定，而补偿缸的活塞杆通过支架被固定到相应导架的各自的控制缸。

11、如权利要求1的可转动导架，其特征为各调整缸通过曲柄机构和它相应的导架相配合。