CN204108491U - 一种中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构，包括丝架和储丝桶；所述的储丝桶上连接有储丝桶的电机，所述的丝架上顺时针设置有导轮一、导轮二、导轮三、导轮四和导轮六，所述的电极丝依次绕过储丝桶、导轮一、导轮二、导轮三、导轮四和导轮六，所述的导轮五悬空挂在导轮四和导轮六之间的电极丝上，所述的导轮五上通过刚性弹簧连接有配重块，所述的电极丝与储丝桶之间设置有预警保护装置。该防断丝预警机构反应机制灵敏、迅捷，实用性好，能改善并提高机床的预警保护。使用光电位移传感器和电流式感应继电器触发运丝的储丝桶电机瞬间断电，使机床处于急停状态，不仅能提高电极丝的使用寿命，还可以完善机床的预警***。

Description

一种中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构

技术领域

本实用新型属于机械电器技术领域，涉及一种中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构。 

背景技术

电火花线切割机床是种常见的特种加工机床，由于其特殊的工作原理和机床结构，致使在机床工作过程当中，电极丝的损耗是非常频繁的。通常电极丝的损耗来源于以下四个方面： 

1.电极丝的正常疲劳损耗和机械正常的滚动摩擦损耗； 

2.由于极性效应而产生的电极损耗； 

3.由于电极丝延伸率，致使电极丝的震动增大，进而电极丝与机械非正常摩擦即非滚动摩擦，导致电极损耗甚至断裂； 

4.电极丝在安装过程当中，未能正确安装，而致使电极丝与机械产生非滚动摩擦，致使电极丝迅速损耗，甚至断裂。 

日常生产过程当中，电极丝的正常损耗主要来源以上前两个方面，后两方面的损耗都属于非正常损耗。电极丝的非正常断裂给生产带来极大危害，如：加工零件报废，或者使加工表面明显出现粗糙度不均匀；电极丝非正常损耗直接增加了加工成本；电极丝的非正常断裂直接降低加工效率；电极丝的非正常断裂可能致使机床其他机械部件损坏，如储丝桶极限开关失效，导致电机卡死烧坏，同步带断裂等。目前，通过查阅相关文献，对于电极丝的非正常断裂，中快走丝线切割电火花机床上没有防止电极丝断裂的预警***，只是设置了相应简单的恒张力机械结构，轻微的减小了电极丝的震动幅度。同时还有一种，只是在电极丝断裂了以后，设置了其他机械部件的保护措施。所以，没有一种机床针对电极丝设计了预防非正常断裂预警机构。 

为了减小电极丝在运动过程当中而产生的震动，保持电极丝运行过程当 中，电极丝张力均衡，目前快走丝电火花线切割机床中最常见的两种机械结构如图1和图2所示。 

图1的斜面式自适应恒张力结构主要由一个和机床通过铰链固定连接的配重块组成。其余导轮主要作用是支撑电极丝通过滚动摩擦正常运转。当电极丝延伸时，电极丝张力变化，配种块通过自重缓冲张力变化，使电极丝张力保持稳定状态。其缺点是这种结构缓冲张力变化时间短，再一定程度上缓解张力变化效果差。图2的垂直式自适应恒张力结构主要由导轮8、导轮9、导轮11组成。其中导轮8和导轮10通过轴承和丝架固连，导轮9悬空，并和配重块固连。其余导轮均起到支撑电极丝正常运转的作用，通过轴承和丝架13固连。这种结构，较图2结构，该结构具有缓冲位移长，时间长，减小电极丝震动，减少电极丝非正常损耗效果好。图1和图2这两种机械结构均利用物体自重，使电极丝在运动过程当中，保持有比较稳定的张力，缺点是随着机床的运行，电极丝有着一定的延伸率，随着电极丝的延长，自重块的调整有一个极限位置，当电极丝松弛到一定程度，配重块调整就失去效应，需要重新调整，需要紧丝。另一方面，这种机械结构本质是改善电极丝的震动大小，电极丝的预紧调整只能靠操作人员经验来进行。因此，这种机械装置没有形成预警结构，而不能从根本上预防电极丝的非正常断裂。 

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构。 

本实用新型是通过以下技术方案来实现： 

一种中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构，包括丝架和储丝桶；所述的储丝桶上连接有储丝桶的电机，所述的丝架上顺时针设置有导轮一、导轮二、导轮三、导轮四和导轮六，所述的电极丝依次绕过储丝桶、导轮一、导轮二、导轮三、导轮四和导轮六，所述的导轮五悬空挂在导轮四和导轮六 之间的电极丝上，所述的导轮五上通过刚性弹簧连接有配重块，所述的电极丝与储丝桶之间设置有预警保护装置。 

所述的预警保护装置包括光电位移传感器和电流式感应继电器，所述的光电位移传感器一端安装于导轮二、导轮三之间的电极丝上，一端引出两根线，一根线直接连接到储丝桶的电机上，另一根线与电流式感应继电器一端连接，所述的电流式感应继电器一端与储丝桶的电机相连形成回路。 

所述的预警保护装置还包括导轮压力预警机构，所述的导轮压力预警机构包括所述的导轮三、导轮二、导轮一、导轮六和导轮四上端分别串联安装有压力传感器，所述的导轮二上的压力传感器接入光电位移传感器与储丝桶的电机连接的导线上，所述的导轮一上的压力传感器与电流式感应继电器一端连接。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果： 

本实用新型提供的中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构，通过导轮五悬空并和配重块由刚性弹簧连接，当电极丝延伸时，配重块缓冲张力变化，使得电极丝张力处于稳定状态。由于配重块和导轮固连由刚想弹簧连接，因此可以保持电极丝保持恒张力，减小电极丝震动具有缓冲位移更大，缓冲时间更长、紧丝周期长的优点。 

同时，所述的预警机构还设置有预警保护装置，该防断丝的预警保护装置，能提高机床运行的可靠性。对电极丝震动程度过大起到提前预警的作用，能有效防止由于电极丝的断裂，致使储丝桶运丝极限位置超出，带来电机卡死烧坏，同样也可有效防止由于电极丝的断裂致使同步带断裂，给机床其他机械部分带来不可避免的损失。 

本实用新型利用光电位移传感器和电流式感应继电器，实时监测电极丝的震动大小，当电极丝的震动程度大于电极丝的非正常工作状态时(电极丝的损耗处于非滚动摩擦损耗)，电流式感应继电器断开储丝桶的运丝电机，使 机床处于急停状态，从而达到防断丝的效果。 

进一步地.该防断丝预警机构能提高电极丝运用率，延长电极丝使用寿命，降低加工成本。中快走丝电极丝的震动在机床运行过程当中是不可避免的一种现象。电极丝的大部分损耗来自于电极丝的震动致使电极丝处于非滚动摩擦工作状态，这样以来，大大缩减电极丝的使用寿命。而本防断丝预警机构能预警电极丝的过大震动，使电极丝处于正常的滚动摩擦状态，以提高电极丝的使用寿命，降低加工成本，防断丝于未然。 

同时.该防断丝机构反应机制灵敏、迅捷，实用性好，能改善并提高机床的预警保护。使用光电位移传感器和电流式感应继电器触发运丝电机瞬间断电，使机床处于急停状态，不仅能提高电极丝的使用寿命，还可以完善机床的预警***。 

进一步地.本防断丝预警机构通过设置导轮压力预警机构能可靠保证电极丝的正确安装。目前，对于机床使用的初级用户，电极丝的安装是一个不可避免的难点。初学者操作技能不是很熟练，使用机床过程当中，很容易使电极丝安装不到位，直接使电极丝处于非滚动摩擦状态。而该导轮压力预警机构在电流式感应继电器的保护作用下，能有效防止电极丝未能安装正确。 

附图说明

图1为现有技术中快走丝电火花线切割机床斜面式自适应恒张力机构结构示意图； 

图2为现有技术中快走丝电火花线切割机床垂直式自适应恒张力结构结构示意图； 

图3为本实用新型提供的中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构结构示意图。 

其中：1为储丝桶电机；2为导轮一；3为电流式感应继电器；4为导轮二；5为光电位移传感器；6为压力传感器；7为导轮三；8为导轮四；9为 导轮五；10为配重块；11为导轮六；12电极丝；13为丝架。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述： 

参见图3，一种中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构，包括丝架13和储丝桶；所述的储丝桶上连接有储丝桶的电机1，所述的丝架13上顺时针设置有导轮一2、导轮二4、导轮三7、导轮四8和导轮六11，所述的电极丝12依次绕过储丝桶、导轮一2、导轮二4、导轮三7、导轮四8和导轮六11，所述的导轮五9悬空挂在导轮四8和导轮六11之间的电极丝12上，所述的导轮五9上通过刚性弹簧连接有配重块10，所述的电极丝12与储丝桶之间设置有预警保护装置。其中，所述的预警保护装置包括光电位移传感器5和电流式感应继电器3，所述的光电位移传感器5一端安装于导轮二4、导轮三7之间的电极丝12上，一端引出两根线，一根线直接连接到储丝桶的电机1上，另一根线与电流式感应继电器3一端连接，所述的电流式感应继电器3一端与储丝桶的电机1相连形成回路；所述的导轮三7、导轮二4、导轮一2、导轮六11和导轮四8上端分别串联安装有压力传感器6，所述的导轮二4上的压力传感器6接入光电位移传感器5与储丝桶的电机1连接的导线上，所述的导轮一2上的压力传感器6与电流式感应继电器3一端连接，所述的导轮三7、导轮二4、导轮一2、导轮六11和导轮四8上的压力传感器6和电流式感应继电器3形成一个导轮压力预警机构。 

具体的，本防断丝预警机构结构简图如图3所示，该机构主要由机械恒张力调节部分和预警保护装置组成。 

1.机械恒张力调节部分 

恒张力调节部分由导轮四、导轮五、导轮六、配重块组成，导轮四和导轮六通过轴承和丝架固连，其余导轮一至导轮三同样通过轴承和丝架固连，起到支撑电极丝12作用，导轮五悬空并和配重块10由刚性弹簧连接，当电 极丝12延伸时，配重块10缓冲张力变化，使得电极丝12张力处于稳定状态。该机制在有限范围内可以保持电极丝保持恒张力，减小电极丝震动。该机械恒张力调节部分较图1和图2的机构，由于配重块和导轮固连由刚想弹簧连接，因此具有缓冲位移更大，缓冲时间更长、紧丝周期长的优点。 

2.预警保护装置中的预警保护电路部分及工作原理 

预警保护装置由光电位移传感器预警保护部分和导轮压力预警机构部分两个部分组成。 

1)光电位移传感器预警保护部分主要组成部分由光电位移传感器和电流式感应继电器组成。当储丝桶电机工作回路处于正常工作状态时，继电器处于高电平信号状态，当继电器收到低电平信号时，回路断开，电机处于不工作状态同时触发机床急停信号。整个工作过程为，当光电位移传感器处于正常工作状态时，电极丝的震动没有超出震动范围，光电位移传感器输出高电平信号，继电器也处于高电平状态，电机处于正常工作状态。当电极丝震动过大，光电位移传感器触发，输出低电平信号，并通过感应线圈输出低电平信号，继电器收到低电平信号，处于长开状态，电机停止运转，并使机床处于急停状态。 

2)导轮压力预警机构部分主要由导轮一、导轮二、导轮三、导轮四、导轮六和压力传感器组成。其中压力传感器和导轮轴承固连，在电路中，以串联方式和其他压力传感器连接；5个导轮通过轴承和机架固连，主要起着支撑电极丝正常运转作用。在机床工作过程当中，电极丝和导轮处于滚动机械摩擦状态，保持电极丝最低损耗状态。由于电极丝的延伸率，随着电极丝的延长，电极丝和导轮有可能处于疏松接触状态，这时，与导轮轴承连接的压力传感器就会触发低电平信号，自动使电流式感应继电器处于长开状态。同时，机床也处于急停状态。由于电极丝的径向尺寸小，导轮导槽尺寸相应也小，这就给电极丝安装过程带来困难，以至于有时电极丝根本未处于导轮导 槽内，直接使电极丝处于非滚动摩擦状态，加剧电极丝损耗。该部分的保护除了以上所述情况外，还可以预防电极丝安装是否正确。当电极丝与导轮没有接触时，即电极丝没有安装正确，压力传感器直接输出低电平信号，继电器处于长开状态。 

进一步地，1、光电位移传感器触发低电平信号参数可根据走丝速度分为两档。当走丝速度为3～5m/s时，光电位移传感器触发低电平信号极限位移为2mm和3mm，即慢档和快档；当走丝速度大于5m/s时，光电位移传感器输出低电平信号极限位移为3mm和5mm，即慢档和快档； 

2、压力传感器根据走丝速度分为两档输出高或低电平信号。当走丝速度较高时，压力极限数值偏大，速度较低时，压力极限数值偏小。 

3、该预警保护装置的电路部分相对于机床电路独立出来，与机床相结合时，应和机床急停开关电路串联，有效触发电平信号应根据机床来调整。 

本防断丝预警机构有以下几个优点： 

一.该防断丝预警机构，利用光电位移传感器和感应式继电器，实时监测电极丝的震动大小，当电极丝的震动程度大于电极丝的非正常工作状态时(电极丝的损耗处于非滚动摩擦损耗)，继电器断开运丝电机，使机床处于急停状态，从而达到防断丝的效果，能提高机床运行的可靠性。对电极丝震动程度过大起到提前预警的作用，能有效防止由于电极丝的断裂，致使储丝桶运丝极限位置超出，带来电机卡死烧坏，同样也可能致使同步带断裂，给机床其他机械部分带来不可避免的损失。 

二.该防断丝预警机构能提高电极丝运用率，延长电极丝使用寿命，降低加工成本。中快走丝电极丝的震动在机床运行过程当中是不可避免的一种现象。电极丝的大部分损耗来自于电极丝的震动致使电极丝处于非滚动摩擦工作状态，这样以来，大大缩减电极丝的使用寿命。而本防断丝机构能预警电极丝的过大震动，使电极丝处于正常的滚动摩擦状态，以提高电极丝的使 用寿命，降低加工成本，防断丝于未然。 

三.该防断丝预警机构反应机制灵敏、迅捷，实用性好，能改善并提高机床的预警保护。使用光电位移传感器和电流式感应继电器触发运丝电机瞬间断电，使机床处于急停状态，不仅能提高电极丝的使用寿命，还可以完善机床的预警***。 

四.本防断丝预警机构能可靠保证电极丝的正确安装。目前，对于机床使用的初级用户，电极丝的安装是一个不可避免的难点。初学者操作技能不是很熟练，使用机床过程当中，很容易使电极丝安装不到位，直接使电极丝处于非滚动摩擦状态。而该机构在电流式感应继电器的保护作用下，能有效防止电极丝未能安装正确。 

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (3)

1.一种中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构，其特征在于，包括丝架(13)和储丝桶；所述的储丝桶上连接有储丝桶的电机(1)，所述的丝架(13)上顺时针设置有导轮一(2)、导轮二(4)、导轮三(7)、导轮四(8)和导轮六(11)，电极丝(12)依次绕过储丝桶、导轮一(2)、导轮二(4)、导轮三(7)、导轮四(8)和导轮六(11)，所述的导轮五(9)悬空挂在导轮四(8)和导轮六(11)之间的电极丝(12)上，所述的导轮五(9)上通过刚性弹簧连接有配重块(10)，所述的电极丝(12)与储丝桶之间设置有预警保护装置。 

2.根据权利要求1所述的中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构，其特征在于，所述的预警保护装置包括光电位移传感器(5)和电流式感应继电器(3)，所述的光电位移传感器(5)一端安装于导轮二(4)、导轮三(7)之间的电极丝(12)上，一端引出两根线，一根线直接连接到储丝桶的电机(1)上，另一根线与电流式感应继电器(3)一端连接，所述的电流式感应继电器(3)一端与储丝桶的电机(1)相连形成回路。 

3.根据权利要求2所述的中快走丝电火花线切割机床防断丝预警机构，其特征在于，预警保护装置还包括导轮压力预警机构，所述的导轮压力预警机构包括所述的导轮三(7)、导轮二(4)、导轮一(2)、导轮六(11)和导轮四(8)上端分别串联安装有压力传感器(6)，所述的导轮二(4)上的压力传感器(6)接入光电位移传感器(5)与储丝桶的电机(1)连接的导线上，所述的导轮一(2)上的压力传感器(6)与电流式感应继电器(3)一端连接。