CN115008322A - 一种金刚线切割装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种金刚线切割装置，通过获取预设待切割路径分别得到切割点的切线角度以及切割点与预设旋转轴的距离，计算切割点在预设待切割路径中对应的预设旋转轴的旋转角度；并根据预设旋转轴的旋转角度控制待切割物料旋转，使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面。由此以根据形面的曲线变化自动转位调整被切割物料与金刚线行走的角度，使金刚线行走的每个切割点方向与该位置形面切线方向一致，且与标准切割面共面，从而维持稳定的线弓，实现线弓的大小和方向可控，避免因金刚线线弓变化导致理论切割图形与实际切割图形不吻合的问题，实现金刚线的高精度形面切割。

Description

一种金刚线切割装置

技术领域

本申请涉及金刚线切割技术领域，具体地，涉及一种金刚线切割装置。

背景技术

常规的金刚线形面切割是利用X轴、Y轴的联动进行曲线进给，实现数控形面切割。该方法存在一定的缺陷。相对于物料来说，切割刀具始终是保持同一方向和位置不变的，而被切割物料做曲线进给时，会沿曲线上切割点的切线方向对金刚线产生阻力，使金刚线沿该方向产生线弓。该线弓会与切割导轮的轮槽中线形成一定角度(如图1)。曲线各个点的切线方向并不相同，这造成因此切割时产生的线弓方向始终在不停变化。线弓方向的不停变化引起了金刚线的摆动震荡，造成了切割阻力的震荡变化。这些变化造成了线弓方向和大小的不可控，最终使实际切割位置偏离预设行走轨迹，造成切割精度下降。切割过程中的震荡还会造成断线和脱线等问题的发生，故障率较高。

发明内容

本申请实施例中提供了一种金刚线切割装置，以解决在曲线切割时。线弓与切割导轮的轮槽中线形成一定角度、造成切割过程中线弓方向和大小不断变化、实际切割位置偏离预设行走轨迹的问题。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种金刚线切割装置，包括：

切割组件，用于切割待切割物料；

载料组件，用于对待切割物料进行夹持固定；

控制组件，分别与所述切割组件和所述载料组件连接，所述控制组件用于根据预设待切割路径控制切割面和/或待切割物料绕预设旋转轴旋转，以使切割点的实际切割方向与所述预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面；其中，所述标准切割面为切割轮轮槽的中心线所在平面。

可选地，还包括旋转动力驱动组件，所述旋转动力驱动组件包括：

旋转动力件，与所述控制组件连接；

旋转驱动件，一端与所述旋转动力件连接，另一端与所述切割组件连接；

所述控制组件控制所述旋转动力件动作，以驱动所述旋转驱动件带动所述切割组件转动。

可选地，所述载料组件与所述控制组件连接，用以控制所述载料组件沿所述预设待切割路径行进。

可选地，所述载料组件包括：

载料平台；

夹持组件，用于对待切割物料进行夹持；所述夹持组件位于所述载料平台上；

所述控制组件与所述载料平台连接，用以控制所述载料平台沿所述预设待切割路径行进。

可选地，还包括：

第一方向驱动组件，位于所述载料平台的底部，其中，第一方向平行于切割组件的切割线所在平面设置；所述第一方向驱动组件与所述控制组件连接，以带动所述载料平台沿第一方向移动；

第二方向驱动组件，位于所述载料平台的底部，其中，第二方向垂直于切割组件的切割线所在平面设置；所述第二方向驱动组件与所述控制组件连接，以带动所述载料平台沿第二方向移动。

可选地，所述第二方向驱动组件固定于所述载料平台的底部，所述第一方向驱动组件固定于所述第二方向驱动组件的底部。

可选地，所述旋转动力件为伺服电机；

所述旋转驱动件为齿轮轴驱动机构，所述伺服电机的输出端与所述齿轮轴驱动机构的一端连接，所述齿轮轴驱动机构的另一端与所述切割组件固定连接。

可选地，还包括旋转动力驱动组件，所述旋转动力驱动组件包括：

旋转动力件，与所述控制组件连接；

旋转驱动件，一端与所述旋转动力件连接，另一端与所述载料组件连接；

所述控制组件控制所述旋转动力件动作，以驱动所述旋转驱动件带动所述载料组件转动。

可选地，所述切割组件与所述控制组件连接，用以控制所述切割组件沿所述预设物料进给路径行进。

可选地，还包括：

角度检测组件，分别与所述控制组件和所述旋转轴驱动组件连接，用以检测所述切割组件的旋转角度。

可选地，还包括：

线弓检测组件，位于所述切割组件上，所述线弓检测组件与所述控制组件连接，用以实时检测所述切割组件的线弓值并反馈至所述控制组件。

可选地，所述控制组件包括：

预设待切割路径获取单元，用于获取预设待切割路径，所述预设待切割路径包括曲线路径；

预设旋转轴的旋转角度计算单元，用于根据所述预设待切割路径得到各所述切割点的切线角度、所述切割点与所述预设旋转轴的距离，计算得到所述切割点在所述预设待切割路径中对应的所述预设旋转轴的旋转角度；

切割点旋转角控制单元，用于根据所述预设旋转轴的旋转角度控制切割面和/或待切割物料绕预设旋转轴旋转，以使所述切割点的实际切割方向与所述预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面；其中，所述标准切割面为切割轮轮槽的中心线所在平面。

可选地，所述控制组件还包括：

预设线弓值获取单元，用于获取预设线弓值；

平面行进信息确定单元，用于根据所述预设待切割路径和所述预设线弓值，确定所述切割点在所述预设待切割路径中的平面行进信息；

平面行进控制单元，用于根据所述平面行进信息控制切割面和/或待切割物料行进。

可选地，所述控制组件还包括：

实时线弓获取单元，用于获取当前切割点的实时线弓值；

实际平面行进信息确定单元，用于根据所述当前切割点的实时线弓值校准所述当前切割点处的所述平面行进信息，得到所述当前切割点的实际平面行进信息，并触发所述平面行进控制单元动作；

所述平面行进控制单元，用于根据所述实际平面行进信息控制所述切割点行进。

可选地，所述金刚线切割装置为卧式金刚线切割机。

本申请实施例提供的一种金刚线切割装置，包括：切割组件，用于切割待切割物料；载料组件，用于对待切割物料进行夹持固定；控制组件，分别与切割组件和载料组件连接，控制组件用于根据预设待切割路径控制切割面和/或待切割物料绕预设旋转轴旋转，以使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面；其中，标准切割面为切割轮轮槽的中心线所在平面。

采用本申请实施例中提供的一种金刚线切割装置，相较于现有技术，具有以下技术效果：

本申请的控制组件根据预设待切割路径控制切割面和/或待切割物料绕预设旋转轴旋转，使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面。由此以根据形面的曲线变化，自动转位调整被切割物料与金刚线行走的角度，使金刚线行走的每个切割点方向与该位置形面切线方向一致，且与标准切割面共面，从而维持稳定的线弓，实现线弓的大小和方向可控，避免因金刚线线弓变化导致理论切割图形与实际切割图形不吻合的问题，实现金刚线的高精度形面切割。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为现有技术的金刚线切割装置的切割示意图；

图2为本申请实施例提供的金刚线切割装置的切割示意图；

图3为本申请第一实施例提供的金刚线切割装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的卧式金刚线切割机的结构示意图；

图5为本申请第二实施例提供的金刚线切割装置的结构示意图；

图6为本申请第三实施例提供的金刚线切割装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的平面直角坐标系的结构示意图；

附图中标记如下：

夹持组件1、旋转动力驱动组件2、载料平台3、第二方向驱动组件4、第一方向驱动组件5、切割轮6、金刚线7、驱动装置8、切割组件9、绕线室10、切削液***11。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种金刚线切割装置，以解决在曲线切割时。线弓与切割导轮的轮槽中线形成一定角度、造成切割过程中线弓方向和大小不断变化、实际切割位置偏离预设行走轨迹的问题。

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一具体实施方式

请参阅图2，图2为本申请实施例提供的金刚线切割装置的切割示意图；在一种实施例中，本申请还提供一种金刚线切割装置，包括：

切割组件9，用于切割待切割物料；

载料组件，用于对带切割物料进行夹持固定；

控制组件，分别与切割组件9和载料组件连接，控制组件用于根据预设待切割路径以及预设线弓值控制切割面和/或待切割物料绕预设旋转轴旋转，以使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面；其中，标准切割面为切割轮轮槽的中心线所在平面。

如图5所示，切割组件9包括切割面板、位于切割面板上的驱动装置(驱动导轮)、两个相对设置的切割轮，切割线分别绕过两个切割轮和一个驱动导轮，以形成切割线网。在其他实施例中，也可以根据需要设置导轮，可根据实际需要进行切割组件9的设置，均在本申请的保护范围内。金刚线运行方式可以为长线往复式，也可以为环形丝单向式。主要作用是通过金刚线高速运转完成对物料的切割。

采用本申请实施例中提供的一种金刚线切割方法及装置，相较于现有技术，具有以下技术效果：

本申请通过获取预设待切割路径分别得到切割点的切线角度以及切割点与预设旋转轴的距离，计算切割点在预设待切割路径中对应的预设旋转轴的旋转角度；并根据预设旋转轴的旋转角度控制切割面和/或待切割物料旋转，使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面。由此以根据形面的曲线变化，自动转位调整被切割物料与金刚线行走的角度，使金刚线行走的每个切割点方向与该位置形面切线方向一致，且与标准切割面共面，从而维持稳定的线弓，实现线弓的大小和方向可控，避免因金刚线线弓变化导致理论切割图形与实际切割图形不吻合的问题，实现金刚线的高精度形面切割。

可以理解的是，为了实现平面移动以及旋转运动，可分别在载料组件和/或切割组件9上设置平面动力驱动组件和旋转动力驱动组件2。如图6所示，图6为本申请第三实施例提供的金刚线切割装置的结构示意图；在第一实施例中，旋转动力驱动组件2设置在切割组件9上，平面动力驱动组件设置在载料组件上；如图5所示，图5为本申请第二实施例提供的金刚线切割装置的结构示意图；在第二实施例中，旋转动力驱动组件2设置在载料组件上，平面动力驱动组件设置在切割组件9上；而平面动力驱动组件包括第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4，以进行X轴和Y轴的移动，对于第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4的设置，也可以全部设置在切割组件9或载料组件上；或者在另一实施例中，将第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4分别设置在切割组件9和载料组件上，其具体的设置方式根据需要进行设置，均在本申请的保护范围内。

第一方向驱动组件5由驱动伺服电机、滚珠丝杠、直线导轨组成。其主要功能是驱动载料平台3沿X轴做精确的往复直线运动。与Y轴联动，可以使载料平台3做精确可控的曲线运动。第二方向驱动组件4由驱动伺服电机、滚珠丝杠、直线导轨组成。其主要功能是驱动载料平台3延Y轴做精确的往复直线运动。与X轴联动，可以使载料平台3做精确可控的曲线运动。旋转动力驱动组件2由驱动伺服电机、联轴器、旋转轴承箱组成。其主要功能是根据切割曲线角度带动夹持装置做相应角度的旋转。

在X轴、Y轴以外加入了旋转轴。在切割时，根据形面的曲线变化，切割刀具或者被切割物料会自动转位调整行走的角度，使金刚线行走的每个切割点方向都与该位置形面切线方向保持一致，从而维持固定的切割线弓，实现线弓的方向和大小可控。

第一实施例

在该实施例中，对旋转动力驱动组件2设置在切割组件9、第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4设置在载料组件上为例进行说明：

为了实现控制组件控制切割面和/或待切割物料的旋转，还包括旋转动力驱动组件2，旋转动力驱动组件2包括旋转动力件和旋转驱动件。其中，旋转动力件与控制组件连接，旋转驱动件的一端与旋转动力件连接，另一端与切割组件9连接，在一种实施例中，旋转动力驱动组件2由旋转电机、底座、齿轮组件组成。其主要功能是根据切割曲线角度带动夹持装置做相应角度的旋转。

其中，旋转动力件设置为伺服电机，其具有编码器，以对旋转角度进行测量。

在一种实施例中，旋转动力件为伺服电机；旋转驱动件为齿轮轴驱动机构，伺服电机的输出端与齿轮轴驱动机构的一端连接，齿轮轴驱动机构的另一端与切割组件9固定连接。由此以提高控制精度，减小行进误差。

载料组件与控制组件连接，用以控制载料组件沿预设待切割路径行进，驱动方式可设置为齿轮传动机构、滑轨滑块机构等，可根据需要进行设置，以实现载料组件在形面上的行进，即进行X轴和Y轴的进给。上述设置方式使得旋转动力驱动组件2和平面动力驱动组件分离设置，使其安装误差不会叠加在同一结构上，同时便于各动力驱动组件的安装定位，便于拆装，降低组装难度。

具体的，载料组件包括载料平台3和夹持组件，夹持组件用于对待切割物料进行夹持；夹持组件位于载料平台3上；控制组件与载料平台3连接，用以控制载料平台3沿预设待切割路径行进。

在一种实施例中，载料组件由载料平台3和夹持组件构成。夹持组件包括夹持架体、夹紧气缸组成，其布置在载料台上方，通过夹紧气缸夹紧被切割物料，并在三轴驱动下带动物料进入切割区域，完成物料切割。夹持组件包括夹持架体、夹紧气缸组成，其布置在载料台上方，通过夹紧气缸夹紧被切割物料，并在三轴驱动下带动物料进入切割区域，完成物料切割。

具体的，第一方向驱动组件5位于载料平台3的底部，其中，第一方向平行于切割组件9的切割线所在平面设置；第一方向驱动组件5与控制组件连接，以带动载料平台3沿第一方向移动，即X轴方向。第二方向驱动组件4位于载料平台3的底部，其中，第二方向垂直于切割组件9的切割线所在平面设置；第二方向驱动组件4与控制组件连接，以带动载料平台3沿第二方向移动，即Y轴方向。

第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4可设置为齿轮传动机构、滑块滑轨机构或丝杠螺母机构中的一者或几者，如采用丝杠螺母机构与滑块滑轨机构组合使用，或齿轮传动与滑块滑轨机构组合使用。第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4优选为相同设置。在其他实施例中，可根据需要设置第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4的具体结构，均在本申请的保护范围内。其中，第二方向驱动组件4固定于载料平台3的底部，第一方向驱动组件5固定于第二方向驱动组件4的底部。

第二实施例

在该实施例中，旋转动力驱动组件2设置在载料组件上、第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4设置在切割组件9上为例进行说明：

其中，旋转动力驱动组件2包括：

旋转动力件，与控制组件连接；

旋转驱动件，一端与旋转动力件连接，另一端与载料组件连接；

控制组件控制旋转动力件动作，以驱动旋转驱动件带动载料组件转动。

旋转动力驱动组件2的结构可参考第一实施例中进行设置，在此不再赘述。

切割组件9与控制组件连接，用以控制切割组件9沿预设物料进给路径行进。可以理解的是，此处及下文的预设物料进给路径行进，为通过根据预设待切割路径和预设线弓值，确定切割点在预设待切割路径中的平面行进信息，根据平面行进信息控制切割组件9行进。

切割组件9与控制组件之间设置第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4，切割组件9包括切割刀具和切割面板，切割刀具设置在切割面板上，第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4设置在切割面板的底部，同时第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4的位置和结构可参考第一实施例进行设置，在此不再赘述。

本申请还包括角度检测组件，分别与控制组件和旋转轴驱动组件连接，用以检测切割组件9的旋转角度。以能够与旋转动力件的旋转角度进行对比，并反馈至控制组件进行判断以及调节。

同时，本申请还包括线弓检测组件，位于切割组件9上，线弓检测组件与控制组件连接，用以实时检测切割组件9的线弓值并反馈至控制组件，控制组件根据检测到的线弓值控制切割过程中的行进速度，进而实时调整线弓值与预设线弓值相等。在另一实施例中，线弓检测组件可设置在载料组件上，可根据需要进行设置传感器的类型，优选为非接触式传感器，以减少对切割线的干扰。

在该实施例中，控制组件包括：

预设待切割路径获取单元，用于获取预设待切割路径，预设待切割路径包括曲线路径；

预设旋转轴的旋转角度计算单元，用于根据预设待切割路径得到各切割点的切线角度、切割点与预设旋转轴的距离，计算得到切割点在预设待切割路径中对应的预设旋转轴的旋转角度；

切割点旋转角控制单元，用于根据预设旋转轴的旋转角度控制切割面和/或待切割物料绕预设旋转轴旋转，以使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面；其中，标准切割面为切割轮轮槽的中心线所在平面。

具体的，控制组件还包括：

预设线弓值获取单元，用于获取预设线弓值；

平面行进信息确定单元，用于根据预设待切割路径和预设线弓值，确定切割点在预设待切割路径中的平面行进信息；

平面行进控制单元，用于根据平面行进信息控制切割面和/或待切割物料行进。

进一步地，控制组件还包括：

实时线弓获取单元，用于获取当前切割点的实时线弓值；

实际平面行进信息确定单元，用于根据当前切割点的实时线弓值校准当前切割点处的平面行进信息，得到当前切割点的实际平面行进信息，并触发平面行进控制单元动作；

平面行进控制单元，用于根据实际平面行进信息控制切割点行进。在一种具体实施例中，采用物料两轴联动进给，也可以采用切割刀具两轴联动进给的切割方式。将旋转轴建立在夹持被切割物料的载物台上。切割前，根据不同的物料属性设定线弓大小，即理论位置与金刚线实际位置的偏差值。如图7所示，以所述预设旋转轴为坐标系原点建立平面直角坐标系，所述平面直角坐标系包括X轴和Y轴切割时，在X轴、Y轴联动进给的同时，通过控制程序的算法，载物平台带动被切割物料根据行走曲线旋转一定角度，使每个点的切割方向都与该位置形面切线方向保持一致，从而保证线弓弯曲方向和大小始终保持不变，实现对线弓方向和大小的有效控制，达到使用金刚线进行形面精确切割的目的。

上述装置实现了三轴运动，相比原技术增加了旋转轴运动，可以通过三轴联动，调整金刚线进给的方向和角度，使切割丝受力方向和大小始终保持不变；能够实现对金刚线切割线弓方向和大小的有效控制，而直线单轴切割和传统的两轴十字载料平台3加工技术无法有效控制线弓方向和大小；通过三轴联动，能够有效控制切割丝的行走位置，提高进给精度，实现物料的精密形面加工。使金刚线受力方向和大小得到有效控制，能够降低甚至杜绝传统切割技术普遍存在的金刚线断线、金刚线脱线、切割导轮磨损过快和意外切坏等问题的发生频率，提高各个零部件的使用寿命，降低使用成本。

本申请实现了对金刚线切割线弓方向和大小的有效控制，能够更加精确的进行形面切割，再结合金刚线切割高效率的技术特性，能够实现高效、精确的数控形面切割。金刚线线弓方向和大小得到有效控制后，金刚线在切割过程中的无序游走和震动等无效切割问题会得到有效控制，既提高了断面质量，又可以有效降低金刚线无效切割造成的自身磨损，提高切割效率和使用寿命，进一步降低使用成本。

第二具体实施方式

请参阅图2-4，图2为本申请实施例提供的金刚线切割装置的切割示意图；

图3为本申请第一实施例提供的金刚线切割装置的结构示意图；图4为本申请实施例提供的卧式金刚线切割机的结构示意图。

本申请还提供一种金刚线切割装置，在一种具体的实施方式中，包括切割组件9、载料组件和控制组件。其中，如图3所示，切割组件9包括切割面板、位于切割面板上的导轮、驱动装置8(驱动导轮)、两个相对设置的切割轮6，切割线分别绕过两个切割轮6、一个导轮和一个驱动导轮，以形成切割线网。在其他实施例中，也可以免去导轮的设置，可根据实际需要进行切割组件9的设置，均在本申请的保护范围内。金刚线7运行方式可以为长线往复式，也可以为环形丝单向式，主要作用是通过金刚线7高速运转完成对物料的切割。

采用本申请实施例中提供的一种金刚线切割方法及装置，相较于现有技术，具有以下技术效果：

本申请通过获取预设待切割路径分别得到切割点的切线角度以及切割点与预设旋转轴的距离，计算切割点在预设待切割路径中对应的预设旋转轴的旋转角度；并根据预设旋转轴的旋转角度控制待切割物料旋转，使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面。由此以根据形面的曲线变化，自动转位调整被切割物料与金刚线行走的角度，使金刚线行走的每个切割点方向与该位置形面切线方向一致，且与标准切割面共面，从而维持稳定的线弓，实现线弓的大小和方向可控，避免因金刚线线弓变化导致理论切割图形与实际切割图形不吻合的问题，实现金刚线的高精度形面切割。

在该实施例中，还包括旋转动力驱动组件2，旋转动力驱动组件2包括旋转动力件和旋转驱动件。其中，旋转动力件与控制组件连接，旋转驱动件的一端与旋转动力件连接，另一端与载料组件连接，旋转驱动件在旋转动力件的驱动下，带动待切割物料转动，以使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面。

载料组件包括载料平台3和夹持组件1。其中，载料平台3用以承载夹持组件1，夹持组件1用于对待切割物料进行夹持，可根据待切割物料设置夹持组件1的具体结构，如夹爪或载物台等夹持件，均在本申请的保护范围内。旋转动力驱动组件2的一端与载料平台3连接，优选为设置在载料平台3的结构中心处，以便于生产加工，同时便于数控数据设置。旋转动力驱动组件2的另一端与夹持组件1连接，以带动夹持组件1在载料平台3上绕旋转轴旋转，同样地，旋转动力驱动组件2优选设置在夹持组件1的结构中心处。

具体的，旋转动力件固定于载料平台3上；旋转驱动件一端与旋转动力件连接，另一端与夹持组件1连接；旋转驱动件在旋转动力件驱动下，带动夹持组件1转动。旋转动力件为伺服电机；旋转驱动件为齿轮轴驱动机构，其位于载料平台3上，且一端凸出于载料平台3的壁厚向上延伸设置，伺服电机的输出端与齿轮轴驱动机构的一端连接，齿轮轴驱动机构的另一端与夹持组件1固定连接。在伺服电机的驱动下，带动齿轮轴驱动机构转动，同时带动位于载料平台3上的夹持组件1转动。在其他实施例中，也可以根据需要设置旋转驱动件的具体结构，均在本申请的保护范围内。

在一种实施例中，可以理解的是，物料进给可以通过载料平台3进给或者切割组件9进给实现。其中，载料平台3与控制组件连接，用以控制载料平台3沿预设物料进给路径行进。其中，上述金刚线切割装置包括第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4。第一方向驱动组件5位于载料平台3的底部，第一方向平行于切割组件9的切割线所在平面设置；第一方向驱动组件5与控制组件连接，以带动载料平台3沿第一方向移动。第二方向驱动组件4位于载料平台3的底部，第二方向垂直于切割组件9的切割线所在平面设置；第二方向驱动组件4与控制组件连接，以带动载料平台3沿第二方向移动。第二方向驱动组件4固定于载料平台3的底部，第一方向驱动组件5固定于第二方向驱动组件4的底部。在其他实施例中，第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4的位置可以调换，可根据需要进行设置。

其中，X轴为第一方向，Y轴为第二方向，X轴驱动可使载料平台3沿X轴做往复运动；Y轴驱动可使载料平台3沿Y轴做往复运动；旋转轴驱动可使载料平台3绕旋转轴做一定角度的正反旋转。通过三轴的运动实现载料平台3的曲线运动进给。采用物料两轴联动进给，将旋转轴建立在载料平台3上。切割前，根据不同的物料属性参数设定线弓大小。切割时，在X轴、Y轴联动进给的同时，通过控制程序的算法，载料平台3带动被切割物料根据行走曲线旋转一定角度，以使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，从而保证线弓弯曲方向和大小始终保持不变，实现对线弓方向和大小的有效控制，达到使用金刚线7进行形面精确切割的目的。

第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4可设置为齿轮传动机构、滑块滑轨机构或丝杠螺母机构中的一者或几者，如采用丝杠螺母机构与滑块滑轨机构组合使用，或齿轮传动与滑块滑轨机构组合使用。第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4优选为相同设置。在其他实施例中，可根据需要设置第一方向驱动组件5和第二方向驱动组件4的具体结构，均在本申请的保护范围内。

或者，在另一实施例中，切割组件9与控制组件连接，用以控制切割组件9沿预设物料进给路径行进，可通过动力件带动切割组件9实现行进，具体的动力件的设置，可参考现有技术的发展水平进行设置，在此不再赘述。

为了对载料平台3旋转角度进行检测，以进行反馈调节，该装置还包括角度检测组件，其分别与控制组件和旋转动力驱动组件2连接，角度检测组件可设置为编码器，以对旋转动力驱动组件2的转动角度进行检测，并将实时检测到的转动角度发送至控制组件，控制组件根据实际角度与理论角度进行比较判断，并根据判断结果进行调节，以进一步提高控制精度，提高理论切割图形与实际切割图形的吻合度。

更进一步地，本申请还包括线弓检测组件，位于切割组件上，线弓检测组件与控制组件连接，用以实时检测切割组件的线弓值并反馈至控制组件，控制组件根据检测到的线弓值控制切割过程中的行进速度，进而实时调整线弓值与预设线弓值相等。在另一实施例中，线弓检测组件可设置在载料组件上，可根据需要进行设置传感器的类型，优选为非接触式传感器，以减少对切割线的干扰。

在一种实施例中，金刚线切割装置为卧式金刚线切割机。

在一种具体的实施例中，金刚线切割装置包括：

绕线室10：通过驱动装置8带动金刚线7高速运行，并通过张力控制装置保证金刚线7维持稳定的张紧力。金刚线7通过导轮绕出绕线室10，通过两个切割轮6形成切割刀具。

切割轮6：支撑金刚线7完成切割动作。

载料平台3：由第一方向驱动组件5、第二方向驱动组件4、旋转动力驱动组件2和夹持组件1组成。通过三轴的运动实现载料平台3的曲线运动进给。

夹持组件1：布置在旋转动力驱动组件2上方，通过夹持工装夹紧被切割物料，并在三轴驱动下带动物料进入切割区域，完成物料切割。

切削液***11：由输送管道、回液箱、供液泵构成。为切割区域提供冷却液，保护金刚线7不会因过热烧毁。

具体工作过程为：

a.物料固定在载料平台3的夹紧装置上。

b.输入切割程序。

c.载料平台3启动，完成金刚线7与物料对刀。

d.金刚线7退回零点。

e.设备启动，金刚线7运行，载料平台3开始进给。

f.三轴联动进行曲线进给，金刚线7进行形面切割。

g.完成切割后，金刚线7进入空刀区并停止运行。

h.取下被切割物料。

i.金刚线7退刀回到零点，切割完成。

上述装置可转位切点自适应金刚线切割机通过三轴联动，有效的控制线弓方向和大小。既保证了切割精度，又充分发挥了金刚线7高效切割的优势，实现了高精度、高效切割；且既能进行常规单轴切割，又能进行形面切割。具备广泛的适应性，实现一机多能，提供设备使用效率，降低工厂设备使用成本。本申请使金刚线7受力方向和大小得到有效控制，能够更加精确的进行形面切割，能够降低甚至杜绝常规切割技术普遍存在的金刚线7断线、金刚线7脱线、切割导轮磨损过快和意外切坏等问题的发生频率，提高各个零部件的使用寿命，降低使用成本。金刚线7线弓方向和大小得到有效控制后，金刚线7在切割过程中的无序游走和震动等无效切割问题会得到有效控制，可以有效降低金刚线7无效切割造成的自身磨损，提高切割效率和金刚线7、导轮等耗材使用寿命，进一步降低使用成本。本申请克服常规金刚线7切割机形面切割时线弓方向和大小无法控制的问题，实现了高精度形面切割。再结合金刚线7切割高效率的技术特性，实现了高效率、高精确的数控形面切割。提高了生产效率，保证了工厂生产质量。

其中，上述具体工作过程中步骤b的输入切割程序可以包括以下步骤：

获取预设待切割路径以及预设线弓值，预设待切割路径可通过在控制***的图像界面内输入切割轨迹图像得到，或者直接在控制***内输入坐标等，同时，预设线弓值可根据预设待切割路径进行设置，如不同的预设待切割路径可均设置统一预设线弓值，或者不同的预设待切割路径分别对应设置不同的预设线弓值。可根据实际需要进行设置，均在本申请的保护范围内。预设待切割路径包括曲线路径，可全部由曲线路径组成，或者由曲线路径和直线路径组成，可根据需要进行设置。

根据预设待切割路径分别得到切割点的切线角度以及切割点与预设旋转轴的距离，计算得到切割点在预设待切割路径中对应的预设旋转轴的旋转角度；其中，预设旋转轴可设置在切割组件或载料组件上，根据旋转驱动装置的设置位置确定预设旋转轴。根据切割点的切线角度以及切割点与旋转轴的距离，计算预设旋转轴的旋转角度，以在行进过程中根据行进位置的不同，控制预设旋转轴旋转，使得切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致。而如何根据曲线上的某点的切线角度、以及该点与预设旋转轴的距离，计算该点在曲线中对应的预设旋转轴的旋转角度的计算为本领域的一种成熟的现有技术。

根据预设旋转轴的旋转角度控制待切割物料绕预设旋转轴旋转，以使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面；其中，标准切割面为切割轮轮槽的中心线所在平面。其中，切割点的实际切割方向即为线弓方向的反方向，实际切割方向也即进给方向。所述的切割轮轮槽的中心线是切割轮槽最凹处(也即正常状态下切割线绕在切割轮上的位置)的圆周线，中心线所在平面即该圆周线所在平面。

可以理解的是，预设旋转轴可设置在载料平台侧，根据预设旋转轴的旋转角度控制待切割物料旋转。

本申请通过获取预设待切割路径分别得到切割点的切线角度以及切割点与预设旋转轴的距离，计算切割点在预设待切割路径中对应的预设旋转轴的旋转角度；并根据预设旋转轴的旋转角度控制待切割物料旋转，使切割点的实际切割方向与预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面。由此以根据形面的曲线变化，自动转位调整被切割物料与金刚线行走的角度，使金刚线行走的每个切割点方向与该位置形面切线方向一致，且与标准切割面共面，从而维持稳定的线弓，实现线弓的大小和方向可控，避免因金刚线线弓变化导致理论切割图形与实际切割图形不吻合的问题，实现金刚线的高精度形面切割。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种金刚线切割装置，其特征在于，包括：

切割组件，用于切割待切割物料；

载料组件，用于对待切割物料进行夹持固定；

控制组件，分别与所述切割组件和所述载料组件连接，所述控制组件用于根据预设待切割路径控制切割面和/或待切割物料绕预设旋转轴旋转，以使切割点的实际切割方向与所述预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面；其中，所述标准切割面为切割轮轮槽的中心线所在平面。

2.根据权利要求1所述的金刚线切割装置，其特征在于，还包括旋转动力驱动组件，所述旋转动力驱动组件包括：

旋转动力件，与所述控制组件连接；

旋转驱动件，一端与所述旋转动力件连接，另一端与所述切割组件连接；

所述控制组件控制所述旋转动力件动作，以驱动所述旋转驱动件带动所述切割组件转动。

3.根据权利要求2所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述载料组件与所述控制组件连接，用以控制所述载料组件沿所述预设待切割路径行进。

4.根据权利要求3所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述载料组件包括：

载料平台；

夹持组件，用于对待切割物料进行夹持；所述夹持组件位于所述载料平台上；

所述控制组件与所述载料平台连接，用以控制所述载料平台沿所述预设待切割路径行进。

5.根据权利要求4所述的金刚线切割装置，其特征在于，还包括：

第一方向驱动组件，位于所述载料平台的底部，其中，第一方向平行于切割组件的切割线所在平面设置；所述第一方向驱动组件与所述控制组件连接，以带动所述载料平台沿第一方向移动；

第二方向驱动组件，位于所述载料平台的底部，其中，第二方向垂直于切割组件的切割线所在平面设置；所述第二方向驱动组件与所述控制组件连接，以带动所述载料平台沿第二方向移动。

6.根据权利要求5所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述第二方向驱动组件固定于所述载料平台的底部，所述第一方向驱动组件固定于所述第二方向驱动组件的底部。

7.根据权利要求2所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述旋转动力件为伺服电机；

所述旋转驱动件为齿轮轴驱动机构，所述伺服电机的输出端与所述齿轮轴驱动机构的一端连接，所述齿轮轴驱动机构的另一端与所述切割组件固定连接。

8.根据权利要求1所述的金刚线切割装置，其特征在于，还包括旋转动力驱动组件，所述旋转动力驱动组件包括：

旋转动力件，与所述控制组件连接；

旋转驱动件，一端与所述旋转动力件连接，另一端与所述载料组件连接；

所述控制组件控制所述旋转动力件动作，以驱动所述旋转驱动件带动所述载料组件转动。

9.根据权利要求8所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述切割组件与所述控制组件连接，用以控制所述切割组件沿所述预设物料进给路径行进。

10.根据权利要求1所述的金刚线切割装置，其特征在于，还包括：

角度检测组件，分别与所述控制组件和所述旋转轴驱动组件连接，用以检测所述切割组件的旋转角度。

11.根据权利要求1所述的金刚线切割装置，其特征在于，还包括：

线弓检测组件，位于所述切割组件上，所述线弓检测组件与所述控制组件连接，用以实时检测所述切割组件的线弓值并反馈至所述控制组件。

12.根据权利要求1所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述控制组件包括：

预设待切割路径获取单元，用于获取预设待切割路径，所述预设待切割路径包括曲线路径；

预设旋转轴的旋转角度计算单元，用于根据所述预设待切割路径得到各所述切割点的切线角度、所述切割点与所述预设旋转轴的距离，计算得到所述切割点在所述预设待切割路径中对应的所述预设旋转轴的旋转角度；

切割点旋转角控制单元，用于根据所述预设旋转轴的旋转角度控制切割面和/或待切割物料绕预设旋转轴旋转，以使所述切割点的实际切割方向与所述预设待切割路径中切割点处的切线方向一致，且与标准切割面共面；其中，所述标准切割面为切割轮轮槽的中心线所在平面。

13.根据权利要求12所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述控制组件还包括：

预设线弓值获取单元，用于获取预设线弓值；

平面行进信息确定单元，用于根据所述预设待切割路径和所述预设线弓值，确定所述切割点在所述预设待切割路径中的平面行进信息；

平面行进控制单元，用于根据所述平面行进信息控制切割面和/或待切割物料行进。

14.根据权利要求13所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述控制组件还包括：

实时线弓获取单元，用于获取当前切割点的实时线弓值；

实际平面行进信息确定单元，用于根据所述当前切割点的实时线弓值校准所述当前切割点处的所述平面行进信息，得到所述当前切割点的实际平面行进信息，并触发所述平面行进控制单元动作；

所述平面行进控制单元，用于根据所述实际平面行进信息控制所述切割点行进。

15.根据权利要求1所述的金刚线切割装置，其特征在于，所述金刚线切割装置为卧式金刚线切割机。

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