线切割机床自动穿丝装置及自动穿丝、自动收丝方法与流程

1.本发明涉及线切割机技术领域，尤其涉及一种线切割机床自动穿丝装置及自动穿丝、自动收丝方法。


背景技术：

2.线切割机床分为快走丝线切割机床、慢走丝线切割机床和中走丝线切割机床，目前国内外常用的线切割机床中，只有慢走丝线切割机床可以自动穿丝，其采用可以校正垂直的黄铜丝和包锌丝作为电极丝，而快走丝线切割机床和中走丝线切割机床普遍采用钼丝加工，由于钼丝没有记忆功能，其无法完全拉直，且丝头弯曲，因此只能人工穿丝。
3.在对快走丝线切割机床和中走丝线切割机床进行人工穿丝时，由于穿丝繁琐，容易出错，在穿丝时工作台上加工液会弄脏衣服和皮肤，严重影响了线切割的生产效率。
4.因此，亟需提供一种环保且穿丝效率高的线切割机床自动穿丝装置及自动穿丝、自动收丝方法。


技术实现要素：

5.本发明目的是提供一种环保且穿丝效率高的线切割机床自动穿丝装置及自动穿丝、自动收丝方法。
6.本发明解决技术问题采用如下技术方案：
7.一种线切割机床自动穿丝装置，包括储丝筒离合器机构、恒张力机构、导丝管压丝旋转机构和下导轮臂拉丝机构；所述储丝筒离合器机构设置在立柱和工作台之间的床身上；所述恒张力机构可滑动地设置在机床的立柱上；所述导丝管压丝旋转机构设置在恒张力机构上；所述下导轮臂拉丝机构设置在导丝管压丝旋转机构的下方，并与储丝筒离合器机构连接；
8.所述储丝筒离合器机构包括底座、滑动架、储丝筒、减速电机、齿轮、夹丝组件和丝筒电机；所述底座设置在机床的立柱和工作台之间的床身上，所述滑动架可滑动地设置在底座上，所述储丝筒可转动地设置在滑动架上，所述储丝筒的端面中心开设有圆形凹槽，所述圆形凹槽周围开设有盲孔，所述盲孔内部设置有弹性部件，所述减速电机设置在滑动架的一侧，并通过齿轮带动储丝筒转动，所述丝筒电机设置在滑动架的另一侧，用于带动滑动架在底座上移动和储丝筒转动，所述夹丝组件包括压片、弹片和第一气缸，所述压片与储丝筒直径相同，所述压片中部开设有通孔，所述通孔直径小于储丝筒的圆形凹槽的直径，所述压片通过弹性部件与储丝筒连接，且所述压片与储丝筒在弹性部件的作用下相互贴合，所述第一气缸设置在滑动架上，所述第一气缸的活塞杆从压片的通孔穿过，并与位于圆形凹槽内部的弹片连接，所述弹片的直径小于圆形凹槽的直径，且大于压片的通孔的直径；
9.所述恒张力机构包括滑枕、悬臂、第一导轨、滑块、电动推杆、重锤组件、第一线轮、第二线轮和第三线轮，所述滑枕可滑动地设置在立柱上的滑轨上，所述悬臂垂直设置在滑枕上，且所述悬臂的长度方向与立柱的长度方向垂直，所述第一导轨设置在悬臂上，且所述
第一导轨的长度方向与悬臂的长度方向平行，所述电动推杆设置在悬臂上，且所述电动推杆的伸缩杆的伸出方向与第一导轨的长度方向平行，所述滑块可滑动地设置在第一导轨上，所述电动推杆能够推动滑块在第一导轨上滑动，所述第一线轮和第三线轮分别设置在悬臂长度方向的两端，所述第二线轮设置在滑块上，所述重锤组件设置在滑枕上，用于保持电极丝的张力；
10.所述导丝管压丝旋转机构包括导丝臂、第二驱动电机、丝杠、导向板、上主导轮、压丝旋转组件和气动剪，所述导丝臂通过连接架固定在悬臂远离立柱的一端，所述第二驱动电机通过电机架设置在导丝臂上方，所述导向板设置在导丝臂底部，所述丝杠设置在导丝臂内部，所述丝杠一端与第二驱动电机的输出轴连接，另一端可转动地设置在导向板上，所述压丝旋转组件设置在导丝臂内部，并与丝杠螺纹连接，用于引导和驱动电极丝，所述上主导轮设置在电机架上，所述气动剪设置在导向板底部；
11.所述下导轮臂拉丝机构包括下导轮臂、下主导轮、第二导轨、夹爪和夹爪驱动组件；所述下导轮臂固定在储丝筒离合器机构的底座上，所述下导轮臂一端位于储丝筒下方，另一端位于压丝旋转导丝管机构的下方，所述下主导轮设置在下导轮臂远离储丝筒的一端，所述第二导轨设置在下导轮臂内部，且所述第二导轨的长度方向与下导轮臂的长度方向平行，所述夹爪可滑动地设置在导轨上，并在夹爪驱动组件的驱动下沿第二导轨移动。
12.进一步，所述弹性部件为弹簧。
13.进一步，所述重锤组件包括重锤、钢丝绳和钢丝绳导轮，所述钢丝绳导轮设置在滑枕上，所述钢丝绳一端与滑块连接，另一端绕过钢丝绳导轮与重锤连接。
14.进一步，所述立柱上还设置有升降电机，所述升降电机用于根据加工零件厚度的不同调节恒张力机构在立柱上的位置。
15.进一步，所述压丝旋转组件包括滑台、导向头、导丝嘴、导丝管、旋转电机和开合气缸；所述滑台设置在导丝臂内部，并与丝杠螺纹连接，所述导丝嘴竖直固定在滑台上，所述导丝管一端固定设置在滑台上，另一端穿过导向板向下伸出，所述导丝管与导向板活动连接，所述导丝管与导丝嘴的轴线重合，且所述导丝嘴底部与导丝管顶部间隔设置，所述开合气缸设置在滑台内部，所述导向头的数量为2个，相互平行地设置在开合气缸的两个输出端上，所述导向头位于导丝嘴底部与导丝管顶部之间的间隔处，且两导向头位于导丝管轴线的两侧，所述导向头在开合气缸的作用下相互靠近或远离，所述旋转电机与任一导向头连接，用于驱动导向头转动。
16.进一步，所述夹爪驱动组件包括第三驱动电机、链轮和链条，所述夹爪设置在链条上，所述第三驱动电机通过链轮带动链条转动。
17.本发明解决技术问题还采用如下技术方案：
18.一种线切割机床自动穿丝方法，包括以下步骤：
19.s10、恒张力机构的电动推杆伸出；
20.s20、手动穿丝至导丝管压丝旋转机构的气动剪位置；
21.s30、启动开合气缸，使两导向头相互靠近，夹紧电极丝；
22.s40、启动第二驱动电机，带动导丝管向下伸出至下主导轮位置；
23.s50、启动旋转电机，驱动电极丝从导丝管中伸出至夹爪开口位置；
24.s60、关闭旋转电机和开合气缸；
25.s70、夹爪夹紧丝头，带动丝头伸入压片与储丝筒之间的缝隙中；
26.s80、夹丝组件压住丝头，夹爪复位；
27.s90、恒张力机构的电动推杆缩回，第二驱动电机带动导丝管缩回；
28.s100、自动穿丝完成。
29.本发明解决技术问题还采用如下技术方案：
30.一种线切割机床自动收丝方法，包括以下步骤：
31.s101、恒张力机构的电动推杆伸出；
32.s102、夹丝组件松开丝头；
33.s103、减速电机带动储丝筒转动，拉动丝头至气动剪位置；
34.s104、使用气动剪对丝头进行修剪；
35.s105、收丝完成。
36.本发明具有如下有益效果：本发明的线切割机床自动穿丝装置和穿丝、收丝方法实用性强，机械性能稳定，成本不高，但智能化较高，可大幅度降低人工成本，提高生产效率，响应国家智能环保高效的政策。
附图说明
37.图1为本发明的线切割机床自动穿丝装置的结构示意图；
38.图2为本发明的储丝筒离合器机构的结构示意图；
39.图3为本发明的储丝筒离合器机构中储丝筒的结构示意图；
40.图4为本发明的储丝筒离合器机构中夹丝组件的结构示意图；
41.图5为本发明的恒张力机构的结构示意图；
42.图6为本发明的导丝管压丝旋转机构的结构示意图；
43.图7为本发明的导丝管压丝旋转机构中压丝旋转组件的结构示意图；
44.图8为本发明的下导轮臂拉丝机构的结构示意图。
45.图中标记示意为：1-底座；2-滑动架；3-储丝筒；4-减速电机；5-齿轮；6-夹丝组件；7-丝筒电机；8-立柱；9-滑枕；10-悬臂；11-第一导轨；12-滑块；13-电动推杆；14-第一线轮；15-第二线轮；16-第三线轮；17-滑轨；18-升降电机；19-导丝臂；20-第二驱动电机；21-丝杠；22-导向板；23-上主导轮；24-压丝旋转组件；25-气动剪；26-下导轮臂；27-下主导轮；28-第二导轨；29-夹爪；30-夹爪驱动组件；31-盲孔；32-圆形凹槽；40-重锤；41-钢丝绳；42-钢丝绳导轮；61-压片；62-弹片；63-第一气缸；100-储丝筒离合器机构；200-恒张力机构；201-电机架；241-滑台；242-导向头；243-导丝嘴；244-导丝管；245-旋转电机；246-开合气缸；300-导丝管压丝旋转机构；301-第三驱动电机；302链轮；400-下导轮臂拉丝机构。
具体实施方式
46.下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
47.实施例1
48.本实施例提供了一种环保且穿丝效率高的线切割机床自动穿丝装置。
49.如图1所示，一种线切割机床自动穿丝装置，包括储丝筒离合器机构100、恒张力机构200、导丝管压丝旋转机构300和下导轮臂拉丝机构400；所述储丝筒离合器机构100设置
在立柱和工作台的之间的床身上，所述恒张力机构200可滑动地设置在机床的立柱上，所述导丝管压丝旋转机构300设置在恒张力机构200上，所述下导轮臂拉丝机构400设置在导丝管压丝旋转机构300的下方，并与储丝筒离合器机构连接。
50.具体地，如图2-4所示，所述储丝筒离合器机构100包括底座1、滑动架2、储丝筒3、减速电机4、齿轮5、夹丝组件6和丝筒电机7；
51.所述底座1设置在机床的立柱和工作台之间的床身上，所述滑动架2可滑动地设置在底座1上，所述储丝筒3可转动地设置在滑动架2上，所述储丝筒3的端面中心开设有圆形凹槽32，所述圆形凹槽32周围开设有盲孔31，所述盲孔31内部设置有弹性部件33，所述减速电机4设置在滑动架2的一侧，并通过齿轮5带动储丝筒3转动，所述丝筒电机7设置在滑动架2的另一侧，用于带动滑动架2在底座1上移动和储丝筒3转动，所述夹丝组件6包括压片61、弹片62和第一气缸63，所述压片61与储丝筒直径相同，所述压片61中部开设有通孔，所述通孔直径小于储丝筒3的圆形凹槽32的直径，所述压片61通过弹性部件33与储丝筒3连接，且所述压片61与储丝筒3在弹性部件33的作用下相互贴合，所述第一气缸63设置在滑动架2上，所述第一气缸63的活塞杆从压片61的通孔穿过，并与位于圆形凹槽32内部的弹片62连接，所述弹片62的直径小于圆形凹槽32的直径，且大于压片61的通孔的直径。优选地，所述弹性部件33为弹簧。
52.在发明的实施例中，初始状态下，第一气缸63的活塞杆收缩，压片61在弹片的拉动下与储丝筒3之间形成缝隙，在进行夹丝时，当丝头伸入压片61与储丝筒3之间的缝隙后，第一气缸63的活塞杆伸出，压片61在弹性部件33的拉力下，重新与储丝筒3贴合，从而夹紧丝头。
53.如图5所示，所述恒张力机构200包括滑枕9、悬臂10、第一导轨11、滑块12、电动推杆13、重锤组件、第一线轮14、第二线轮15和第三线轮16，所述滑枕9可滑动地设置在立柱8上的滑轨17上，所述悬臂10垂直设置在滑枕9上，且所述悬臂10的长度方向与立柱8的长度方向垂直，所述第一导轨11设置在悬臂10上，且所述第一导轨11的长度方向与悬臂10的长度方向平行，所述电动推杆13设置在悬臂10上，且所述电动推杆13的伸缩杆的伸出方向与第一导轨11的长度方向平行，所述滑块12可滑动地设置在第一导轨11上，所述电动推杆13能够推动滑块12在第一导轨11上滑动，所述第一线轮14和第三线轮16分别设置在悬臂10长度方向的两端，所述第二线轮15设置在滑块12上，所述重锤组件设置在滑枕9上，用于保持电极丝的张力；
54.具体地，所述重锤组件包括重锤40、钢丝绳41和钢丝绳导轮42，所述钢丝绳导轮42设置在滑枕9上，所述钢丝绳41一端与滑块12连接，另一端绕过钢丝绳导轮42与重锤40连接。
55.优选地，所述立柱8上还设置有升降电机18，所述升降电机18用于根据加工零件厚度的不同调节恒张力机构200在立柱8上的位置。
56.在本发明的实施例中，在穿丝时，从储丝筒离合器机构引出的电极丝依次绕过第一线路、第二线路和第三线轮，此时电动推杆13的伸缩杆伸出，顶住滑块；在穿丝完成后，电动推杆的伸缩杆缩回，滑块在重锤的作用下拉紧钼丝，从而保持钼丝的张力恒定。
57.如图6-7所示，所述导丝管压丝旋转机构300包括导丝臂19、第二驱动电机20、丝杠21、导向板22、上主导轮23、压丝旋转组件24和气动剪25，所述导丝臂19通过连接架固定在
悬臂10远离立柱8的一端，所述第二驱动电机20通过电机架201设置在导丝臂19上方，所述导向板22设置在导丝臂19底部，所述丝杠21设置在导丝臂19内部，所述丝杠21一端与第二驱动电机20的输出轴连接，另一端可转动地设置在导向板22上，所述压丝旋转组件24设置在导丝臂19内部，并与丝杠21螺纹连接，用于引导和驱动电极丝，所述上主导轮23设置在电机架201上，所述气动剪25设置在导向板22底部。
58.具体地，所述压丝旋转组件24包括滑台241、导向头242、导丝嘴243、导丝管244、旋转电机245和开合气缸246；所述滑台241设置在导丝臂19内部，并与丝杠21螺纹连接，所述导丝嘴243竖直固定在滑台241上，所述导丝管244一端固定设置在滑台241上，另一端穿过导向板22向下伸出，所述导丝管244与导向板22活动连接，所述导丝管244与导丝嘴243的轴线重合，且所述导丝嘴243底部与导丝管244顶部间隔设置，所述开合气缸246设置在滑台241内部，所述导向头242的数量为2个，相互平行地设置在开合气缸246的两个输出端上，所述导向头242位于导丝嘴243底部与导丝管244顶部之间的间隔处，且两导向头位于导丝管轴线的两侧，所述导向头242在开合气缸246的作用下相互靠近或远离，所述旋转电机245与任一导向头连接，用于驱动导向头242转动。
59.在本发明的实施例中，手动牵引从恒张力机构200穿出的电极丝穿过上主导轮23、导丝嘴243和导丝管244，使电极丝丝头到达气动剪25位置处，在自动穿丝时，导向头242在开合气缸246的作用下相互靠近，挤压从两导向头242之间穿过的电极丝，第二驱动电机20驱动滑台241至导丝臂19底部，旋转电机245带动导向头242转动，从而带动电极丝从导丝管244中穿出。
60.如图8所示，所述下导轮臂拉丝机构400包括下导轮臂26、下主导轮27、第二导轨28、夹爪29和夹爪驱动组件30；所述下导轮臂26固定在储丝筒离合器机构的底座1上，所述下导轮臂26一端位于储丝筒3下方，另一端位于压丝旋转导丝管机构的下方，所述下主导轮27设置在下导轮臂26远离储丝筒3的一端，所述第二导轨28设置在下导轮臂26内部，且所述第二导轨28的长度方向与下导轮臂26的长度方向平行，所述夹爪29可滑动地设置在导轨上，并在夹爪驱动组件30的驱动下沿第二导轨28移动。
61.在本发明的实施例中，所述夹爪驱动组件30包括第三驱动电机301、链轮302和链条(未示出)，所述夹爪29设置在链条上，所述第三驱动电机301通过链轮302带动链条转动，从而使得夹爪29能够沿第二导轨28滑动。
62.本发明的线切割机床自动穿丝装置在执行自动穿丝时，储丝筒离合器机构中的储丝筒3上满新丝后，手动牵引电极丝穿过恒张力机构200的第一线轮14、第二线轮15和第三线轮16，然后再依次穿过上主导轮23、导丝嘴243和导丝管244，使电极丝的丝头从导丝管244的底部穿出，到达气动剪25位置，按下自动穿丝按钮，开合气缸246驱动导向头242夹紧电极丝，同时第二驱动电机20带动丝杠21转动，滑台241沿丝杠21向下移动，带动导丝管244从导向板22中向下穿出，穿过工件后，到达下导轮臂拉丝机构400，旋转电机245带动电极丝从导丝管244中伸出，下导轮臂拉丝机构的夹爪29夹紧电极丝，夹爪驱动组件30带动夹爪29向储丝筒离合器机构100下方移动，丝筒电机7带动滑动架2沿底座1移动，到达设定的取丝位置，第一气缸63缩回，弹性部件33带动压片61与储丝筒3之间产生缝隙，丝头伸入压片61与储丝筒3之间的缝隙处，第一气缸63伸出，压片61在弹性部件33的拉力下，重新与储丝筒3贴合，实现丝头的夹紧，最终实现自动穿丝过程。
63.本发明的线切割机床自动穿丝装置，实用性强，机械性能稳定，成本不高，但智能化较高，可大幅度降低人工成本，提高生产效率，响应国家智能环保高效的政策。
64.实施例2
65.本实施例提供了一种线切割机床自动穿丝方法，包括以下步骤：
66.s10、恒张力机构的电动推杆伸出；
67.s20、手动穿丝至导丝管压丝旋转机构的气动剪位置；
68.在本发明的实施例中，储丝筒上满新丝，手动牵引丝头依次穿过恒张力机构的第一线轮、第二线轮和第三线轮，以及导丝管压丝旋转机构的上主导轮、导丝嘴和导丝管，最后到达气动剪位置。
69.s30、启动开合气缸，使两导向头相互靠近，夹紧电极丝；
70.s40、启动第二驱动电机，带动导丝管向下伸出至下主导轮位置；
71.在本发明的实施例中，第二驱动电机开启，带动丝杠旋转，从而带动压丝旋转组件运动至丝杠底部，此时压丝旋转组件的导丝管通过导向板向下伸出，穿过工件，到达下导轮臂压丝旋转机构。
72.s50、启动旋转电机，驱动电极丝从导丝管中伸出至夹爪开口位置；
73.s60、关闭旋转电机和开合气缸，；
74.s70、夹爪夹紧丝头，带动丝头伸入压片与储丝筒之间的缝隙中；
75.本实施例中，夹爪驱动组件带动夹爪沿第二导轨移动，带动丝头伸入压片与储丝筒之间的缝隙中。
76.s80、夹丝组件压住丝头，夹爪复位；
77.在本发明的实施例中，夹爪带动丝头伸入缝隙后，第一气缸伸出，压片在弹性部件的作用下与储丝筒重新贴合，压紧丝头，夹爪在夹爪驱动组件的驱动下复位。
78.s90、恒张力机构的电动推杆缩回，第二驱动电机带动导丝管缩回；
79.在实施例中，电动推杆缩回后，重锤通过电极丝拉动滑块，从而使得电极丝产生恒张力。
80.在本发明的实施例中，恒张力组件的电动推杆缩回，重锤拉紧电极丝，保持电极丝恒张力。
81.s100、自动穿丝完成。
82.实施例3
83.在使用本发明的线切割机床自动穿丝装置对工件进行加工时，当遇到多孔工件时，需要进行多次穿丝和收丝，人工收丝时同样效率低下，且会弄脏衣服和皮肤，因此，本发明的自动穿丝过程还包括自动收丝过程。
84.具体地，一种线切割机床自动收丝方法，包括以下步骤：
85.s101、恒张力机构的电动推杆伸出；
86.s102、夹丝组件松开丝头；
87.在本实施例中，夹丝组件中的第一气缸缩回，拉动压片与储丝筒分离。
88.s103、减速电机带动储丝筒转动，拉动丝头至气动剪位置；
89.在本实施例中，减速电机反向带动储丝筒转动，将电极丝收回储丝筒，在丝头被拉回至气动剪位置时停止。
90.s104、使用气动剪对丝头进行修剪；
91.在本实施例中，气动剪对缩回的电极丝丝头进行修剪，能够保证下次自动穿丝时电极丝的丝头平整，且长度一致。
92.s105、收丝完成。
93.以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。
94.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。