線張力平衡控制裝置的製作方法
2023-09-19 14:52:10
專利名稱：線張力平衡控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及線切割放電加工機的部件結構改良，具體地說是涉及線切割放電加工機中線型刀具的線張力平衡機構。
背景技術：
針對習知線切割放電加工機的線型刀具通常為可導電的線電極而言，線電極在放電加工的過程中是持續不斷的跑動，線電極的張力必須維持在適當的範圍內並儘量保持恆定，因線電極的張力變化會影響被加工件的尺寸精度，更需避免線電極張力過大時，造成斷線而使加工中斷。所以在習知的公開技術如臺灣的新型專利第M265149號、新型專利第M357332號、實用新型專利第1257887號等所揭露者，線電極的引導與張力控制裝置主要是組合一些大小不一的滾輪組，包括如導線輪組、收線輪組，搭配收線驅動、張力控制伺服馬達組，或者有再搭配壓線皮帶的機構，做引導線電極的送線及收線等運動及做線電極的張力控制。上述的習知技術中針對線電極的線張力大小能做相對應的控制。例如，圖I為習知的線切割放電加工機的控制線張力滾輪裝置的整體配置圖，如圖I中所示，一出線滾輪10承載線電極50卷繞成捆，並出線至第一導輪12處，線電極50繞經線張力滾輪30與相鄰的第二導輪121之間，該線張力滾輪30受到一包括伺服馬達22在內的線張力控制裝置20的控制驅動，該伺服馬達22電連接至一位置回授裝置24，通過位置回授裝置24作為模式命令的切換訊息接收裝置，使該線張力控制裝置20可以對伺服馬達22送出位置控制模式或扭力控制模式或速度控制模式，讓伺服馬達22控制線張力滾輪30的動作；接著該線電極50依序貫穿一包含線切斷器42的線頭夾持裝置40，及一上機頭44、一被加工工件60、一下機頭46，至第三導輪122時該線電極50則轉向送入後收線滾輪組47，該後收線輪組47由一後收線驅動馬達48驅動收線動作。雖然上述的習知技術中針對線電極的線張力大小能做相對應的控制，但因承載線電極的線軸在滿線的狀況時，依線電極的規格不同會有不同的滿線重量，例如依目前市面上的標準規格，有滿線銅線軸一捆16Kg者、IOKg者、5Kg者、3Kg者等不同，依放電加工的過程隨時間會逐漸重量減少，會影響線電極拉力的大小與出線速度，進而影響線電極張力與出線速度變化，變化幅度過大時，則會產生線電極振動的現象，對線切割放電加工機的切割精度就會發生不良的影響。另者則有如臺灣實用新型專利1255212號所揭露一種適用於微小線切割放電加工機之微細線張力控制機構，則主要是包括一基板、一給線線軸、一收線線軸、一盤狀磁性材料、一盤狀鋼鐵材料、一磁力大小調整機構、及一磁力大小指示器等所組合而成；以磁力大小調整機構作旋轉調整時，盤狀磁性材料底座將帶動盤狀磁性材料前進或後退，因此磁力作用的有效距離也將隨之改變，所以盤狀鋼鐵材料被盤狀磁性材料吸附的力量也隨之改變，如此，便可精密控制微細線的線張力。但此機構不適合大型的線切割放電加工機的線走行系系統，及控制如上述在承載線電極的線軸在滿線時，高重量線軸的線張力。
實用新型內容為了克服上述缺陷，本實用新型提供了兩種屬於同一個總的發明構思的線張力平衡控制裝置，該兩種線張力平衡控制裝置皆是利用力矩平衡原理以達到控制線張力能夠保持衡定的目的，進而達到減少因線張力變化波動幅度大產生振動的功能。本實用新型為了解決其技術問題所採用的技術方案是本實用新型的一種線張力平衡控制裝置包括轉軸、同方向直線形杆和另一方向分支的直線形杆，所述轉軸為固定不移動的支點，所述同方向直線形杆於其中間處連接於轉軸上，所述另一方向分支的直線形杆的一端連接於轉軸上，所述同方向直線形杆和所述另一方向分支的直線形杆兩者之間的角度固定，各所述直線形杆上分別能夠懸掛不同的配重物，其中一直線形杆的一端上固定設置有供線電極繞經的承線物，所述承線物的重力力矩、所述配重物的重力力矩和所述線電極的拉力力矩達成力矩平衡狀態。其中，各所述直線形杆上分別開設有若干用於裝設配重物的連接孔，該連接孔較佳是圓孔。其中，所述配重物可以分別為不同重量的配重圓。其中，所述承線物較佳為繩輪。較佳地，所述同方向直線形杆和所述另一方向分支的直線形杆一體連接。本實用新型的另一種線張力平衡控制裝置包括轉軸、同方向直線形杆和另一方向分支的直線形杆，所述轉軸為固定不移動的支點，所述同方向直線形杆連接於轉軸上，所述另一方向分支的直線形杆的一端連接於轉軸上，所述同方向直線形杆和所述另一方向分支的直線形杆兩者之間的角度固定，設有彈簧，所述彈簧一端連接於所述另一方向分支的直線形杆且另一端為固定不動的固定端，其中一直線形杆的一端上固定設置有供線電極繞經的承線物，所述承線物的重力力矩、彈簧的彈力力矩和所述線電極的拉力力矩達成力矩平衡狀態。較佳地，所述承線物為繩輪。較佳地，所述同方向直線形杆和所述另一方向分支的直線形杆一體連接。本實用新型的有益效果是本實用新型使線電極繞經承線物，依據力矩平衡原理，通過調整配重物的重力力矩或彈簧的彈力力矩來平衡線電極拉力力矩的變化，以此來控制線拉力保持衡定，達到減少線張力與出線速度變化波動幅度大所產生的振動的功能。
圖I為習用的線切割放電加工機的控制線張力滾輪裝置整體配置示意圖；圖2為本實用新型實施例I的線張力平衡控制裝置於配重零力矩機構位置示意圖；圖3為本實用新型實施例I的線張力平衡控制裝置於配重扭力矩機構位置示意圖；圖4為本實用新型實施例I的線張力平衡控制裝置於配重零力矩作用平衡示意圖；圖5為本實用新型實施例I的線張力平衡控制裝置於配重扭力矩作用平衡示意圖；[0021]圖6為本實用新型實施例2的線張力平衡控制裝置於彈力扭力矩作用平衡示意圖。
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本實用新型的具體實施方式
，熟悉此技藝的人士可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本實用新型的優點及功效。本實用新型也可以其它不同的方式予以實施，即，在不悖離本實用新型所揭示的範疇下，能予不同的修飾與改變。實施例I :本實用新型的線張力平衡控制裝置將可以設置於如圖I所示的該出線滾輪10至該線張力滾輪30中間，以平衡該線電極50的張力變化。圖2為本實用新型線張力平衡控制裝置於配重零力矩平衡狀態的機構位置示意圖，如圖2所示,包括一轉軸70為固定不移動的支點；一中心線100為表示通過該轉軸70中心點的垂直線；一同方向直線形杆80的中間固鎖於該轉軸70上，另一方向分支的直線形杆81的一端相連至該轉軸70 ;該同方向直線形杆80及另一方向分支的直線形杆81上，皆分別有數個可以懸掛配重物的圓孔82 ;於該另一方向分支的直線形杆81上的數個圓孔82中之一，懸掛一配重圓90，於此配重圓90零力矩平衡狀態時，該另一方向分支的直線形杆81的位置正位於該垂直中心線100上；於該同方向直線形杆80的一端上的數個圓孔82中之一，則懸掛一平衡配重圓91 ;於該同方向直線形杆80的另一端上固定設置一繩輪71，將供該線電極50繞經該繩輪71的圓周外緣處。圖3為本實用新型線張力平衡控制裝置於配重扭力矩機構位置示意圖，如圖3所示，當該線張力平衡控制裝置以轉軸70為固定不移動的支點，因發生逆時針方向的旋轉時，該另一方向分支的直線形杆81離開該垂直中心線100的位置；於該另一方向分支的直線形杆81上所懸掛該配重圓90的重力，就會產生順時針方向的扭力矩，依力矩平衡原理，將與該平衡配重圓91重力的扭力矩、該繩輪71重力的扭力矩，達到平衡狀態而靜止。圖4為本實用新型線張力平衡控制裝置於配重零力矩作用平衡示意，如圖4所示，當由該出線滾輪10的該線電極50繞經本實用新型線張力平衡控制裝置的該繩輪71上時，一向上的線拉力F將作用在該繩輪71上，因此對該轉軸70的支點發生逆時針方向扭力矩；同樣依力矩平衡原理，將與該平衡配重圓91重力的扭力矩、該繩輪71重力的扭力矩及與該配重圓90重力Wtl的扭力矩，達到平衡狀態；若該直線形杆81的位置仍在該垂直中心線100上，該另一方向分支的直線形杆81上所懸掛該配重圓90的重力扭力矩，則是在零力矩平衡狀態。圖5為本實用新型線張力平衡控制裝置於配重扭力矩作用平衡示意圖，如圖5所示當該向上的線拉力F將作用在該繩輪71上，因此對轉軸70的支點發生逆時針方向扭力矩；依該線拉力F的大小，該線張力平衡控制裝置以轉軸70為固定不移動的支點，在發生不同角度的逆時針方向旋轉時，該另一方向分支的直線形杆81離開該垂直中心線100的位置，該配重圓90垂直方向的重力W。，可產生平行於該同方向直線形杆80的分力W2，及垂直於該同方向直線形杆80的分力W1,該分力W1則產生順時針方向的扭力矩，同樣依據力矩平衡原理，將與該線拉力F逆時針方向扭力矩、該平衡配重圓91重力的扭力矩、該繩輪71重力的扭力矩，達到平衡狀態。實施例2 :本實施例為本實用新型的另一種線張力平衡控制裝置，如圖6所示，其與實施例I的區別在於，該另一方向分支的直線形杆81的該圓孔82上，可以連接一彈簧92，該彈簧92的另一端為固定端，依彈簧力學的原理f = k X，其中k :彈力常數X :彈簧的變形量因該線拉力F的大小形成不同的逆時針方向扭力矩，造成彈簧不同的變形量X，所以會產生不同大小彈力f及順時針方向扭力，以不同形式及材料的彈簧，匹配適合的彈力常數k以產生適合大小的彈力。所以可以仿真成為避震裝置的阻尼系統，該阻尼系統的動力微分方程式，可表示為f ⑴=m X +c S +kx此方程式可以用來表示三種不同阻尼系統的狀態，一、過阻尼系統(overdamping) ;二、臨界阻尼系統(critical damping);三、欠阻尼系統(under damping),在最 佳的臨界阻尼系統狀態時，彈簧的彈力剛好做為緩衝以減低振動。故本實用新型係為一種應用於線切割放電加工機中線電極的線張力平衡機構，通過調整不同配重物重量與扭力矩的匹配，或以彈簧的彈力力矩來平衡線電極拉力力矩，依據力矩平衡原理以控制線拉力能保持衡定，達到減少線張力與出線速度變化波動幅度大所產生的振動的功能。上述實施例僅為例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。本實用新型的權利保護範圍，應如權利要求書所列。
權利要求1.一種線張力平衡控制裝置，其特徵在於包括轉軸、同方向直線形杆和另一方向分支的直線形杆，所述轉軸為固定不移動的支點，所述同方向直線形杆於其中間處連接於轉軸上，所述另一方向分支的直線形杆的一端連接於轉軸上，所述同方向直線形杆和所述另一方向分支的直線形杆兩者之間的角度固定，各所述直線形杆上分別能夠懸掛不同的配重物，其中一直線形杆的一端上固定設置有供線電極繞經的承線物，所述承線物的重力力矩、所述配重物的重力力矩和所述線電極的拉力力矩達成力矩平衡狀態。
2.如權利要求I所述的線張力平衡控制裝置，其特徵在於各所述直線形杆上分別開設有若干用於裝設配重物的連接孔。
3.如權利要求I所述的線張力平衡控制裝置，其特徵在於所述配重物分別為不同重量的配重圓。
4.如權利要求I所述的線張力平衡控制裝置，其特徵在於所述承線物為繩輪。
5.如權利要求I所述的線張力平衡控制裝置，其特徵在於所述同方向直線形杆和所述另一方向分支的直線形杆一體連接。
6.一種線張力平衡控制裝置，其特徵在於包括轉軸、同方向直線形杆和另一方向分支的直線形杆，所述轉軸為固定不移動的支點，所述同方向直線形杆連接於轉軸上，所述另一方向分支的直線形杆的一端連接於轉軸上，所述同方向直線形杆和所述另一方向分支的直線形杆兩者之間的角度固定，設有彈簧，所述彈簧一端連接於所述另一方向分支的直線形杆且另一端為固定不動的固定端，其中一直線形杆的一端上固定設置有供線電極繞經的承線物，所述承線物的重力力矩、彈簧的彈力力矩和所述線電極的拉力力矩達成力矩平衡狀態。
7.如權利要求6所述的線張力平衡控制裝置，其特徵在於所述承線物為繩輪。
8.如權利要求6所述的線張力平衡控制裝置，其特徵在於所述同方向直線形杆和所述另一方向分支的直線形杆一體連接。
專利摘要本實用新型公開了兩種共同基於力矩平衡原理的線張力平衡控制裝置，包括轉軸、同方向直線形杆和另一方向分支的直線形杆，所述轉軸為固定不移動的支點，所述同方向直線形杆連接於轉軸上，所述另一方向分支的直線形杆的一端連接於轉軸上，其中一直線形杆的一端上固定設置有供線電極繞經的承線物，在所述直線形杆上懸掛合適的配重物或在所述另一方向分支的直線形杆上連接一端固定的彈簧，通過調整不同配重物重量與扭力矩匹配，或以彈簧的彈力力矩來平衡線電極拉力力矩，依據力矩平衡原理以控制線拉力能保持衡定，達到減少線張力與出線速度變化波動幅度大所產生的振動的功能。
文檔編號B23H7/10GK202356751SQ201220013690
公開日2012年8月1日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者梁瑞芳, 溫坤銘 申請人:崑山徠通機電科技有限公司