CN108098088A - 一种慢走丝切割装置及切割控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种慢走丝切割装置及切割控制方法，包括卷绕有慢走丝的走丝收容卷，所述走丝收容卷上设置有规格标签，设置视觉装置，读取规格标签，除此之外还设置光谱仪、抗拉强度测试装置、电率测试装置等，所述的切割控制方法是指通过获取视觉装置、光谱仪、抗拉强度测试装置、电率测试装置的测量参数，来控制给丝速度和供电发生器的输出电压。本发明的慢走丝切割装置，在进行慢走丝花火切割前，事先获得慢走丝各组分的比例，以及慢走丝的导电率、抗拉强度等条件参数，结合这些参数，控制了给丝速度，以及供电发生器的放电电压参数，保证了电腐蚀速度的同时，节约了物料，并且切割金属颗粒小，坑洞小，最后切割的切割模具表面质量好。
Description
技术领域
本发明涉及慢走丝电火花切割技术领域，具体涉及一种慢走丝切割装置及切割控制方法。
背景技术
一般来说，在慢走丝电火花切割技术中，慢走丝电火花的供电发生器的正极连接切割模具，负极通过供电导轮连接到慢走丝，正负极之间根据加工要求的工况条件选择合适的电势差，加工区域浸在特殊的介质中，也有采用喷淋式的方式，介质一般采用去离子水，也有一部分高要求的切割机采用矿物油。正负极之间存在电势差，当慢走丝和切割模具维持的放电间隙足够引起电击穿的状态下，慢走丝和切割模具之间产生瞬间放电，瞬间放电的温度在10000-12000℃，高温使切割模具融化，甚至有少量的气化，高温也使慢走丝和切割模具之间的部分介质汽化，这些汽化后的介质和金属蒸汽瞬间迅速膨胀，瞬间有爆炸的特性，爆炸产生的作用力将电蚀出的金属颗粒排放到介质中。为了保证切割精度，慢走丝是连续不断供给的，这样可以保证切割出的切割模具具有固定的形状尺寸和稳定的表面质量。
现有的慢走丝，其各种含量大致如下A1：32％-36％，Zn：10％-12％，Ni：3.0％-5.0％，Mg：0.20-0.80％，W0.20-0.80％，余量为铜和不可避免的杂质。
需要说明的是，要提高切割速度，则供电发生器的放电火花必须足够大，放电火花大，则放电腐蚀去除的金属颗粒就大，对应产生金属颗粒的坑洞也就相应增大，反映到切割模具上就是切割模具的表面的粗糙度变差，反之，降低电火花腐蚀的速度，则金属颗粒就小，坑洞就小，最后切割的切割模具表面质量就变好。所以，要想控制好切割模具的表面平整度，就需要根据慢走丝各组分的比例，慢走丝粗细度，以及慢走丝的导电率、抗拉强度等条件，控制慢走丝的给丝速度和切割力度参数。
申请号为201520574442.7的中国专利，公开了一种新型慢走丝切割机床，包括底座，储丝筒，滚轮，脉冲电源，工件，调节装置，定位装置和冷却池，所述的储丝筒设置在底座的上部左侧；所述的滚轮固定设置在底座的上部四角；所述的脉冲电源通过底座连接固定；所述的工件设置在底座的上部；所述的调节装置设置在底座的上部；所述的定位装置与调节装置共同固定工件的位置。其通过固定孔、升降轴、隔板、刻度面和滚轮的设置，有利于利用孔形保证装置可最大限度的准确度，从而便于工件的加工，通过孔轴配合起动固定升降的作用，使装置可进行多个方向的调整加工，便于生产，且能够保证长时间利用，使装置方便控制，便于与刻度面观察。然而现有的慢走丝切割装置，各个厂家生产的慢走丝含量不同，若没有事先获得慢走丝各组分的比例，以及慢走丝的导电率、抗拉强度等条件，就需要先进行切割模具切割实验，再控制给丝速度和切割张力，以及供电发生器的放电电压参数。这种方式极大的浪费了物料，迫切需要加以改进。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种慢走丝切割装置及切割控制方法。本发明的慢走丝切割装置，在进行慢走丝花火切割前，事先获得慢走丝各组分的比例，以及慢走丝的导电率、抗拉强度等条件参数，结合这些参数，控制了给丝速度，以及供电发生器的放电电压参数，保证了电腐蚀速度的同时，节约了物料，并且切割金属颗粒小，坑洞小，最后切割的切割模具表面质量好。
为实现所述技术目的，本发明的技术方案是：一种慢走丝切割装置，包括卷绕有慢走丝的走丝收容卷，所述走丝收容卷上设置有规格标签，
设置视觉装置，用于读取规格标签，获取慢走丝截面直径d；
所述慢走丝引入脉冲发生器，用于对慢走丝打出电火花，并设置光谱仪进行光谱分析；
所述慢走丝从脉冲发生器引出后，引入抗拉强度测试装置，用于测试所述慢走丝的抗拉强度；
设置导电率测试装置，用于测试所述慢走丝的导电率；
所述慢走丝的末端通过送丝装置引至切割模具上方，切割模具连接至供电发生器的正极，供电发生器的负极连接慢走丝；
所述视觉装置、光谱仪、抗拉强度测试装置、导电率测试装置电连接设置控制器，所述控制器根据视觉装置、光谱仪、抗拉强度测试装置、导电率测试装置的测量参数，控制供电发生器的输出电压，以及送丝装置的送丝速度。
进一步，所述脉冲发生器包括脉冲正极和脉冲负极，走丝收容卷上的慢走丝引入至脉冲正极和脉冲负极之间；所述光谱仪用于对脉冲正极和脉冲负极产生的电火花拍照，分析慢走丝内Al、Zn、Ni、Mg、W、Cu及其它杂质含量。
作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述抗拉强度测试装置，包括：第一定滑轮、第二定滑轮和动滑轮；第一定滑轮、第二定滑轮位于金属拉丝下方，动滑轮位于金属拉丝上方，金属拉丝依次绕过第一定滑轮、动滑轮、第二定滑轮后引入送丝装置；
所述动滑轮端面固定推拉杆，推拉杆末端设置压力传感器，用于向下推动动滑轮。
作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述导电率测试装置，包括：包括所述第一定滑轮、第二定滑轮，以及直流电源、电流表；
所述第一定滑轮和第二定滑轮的中心间距为L；
直流电源的正输出端连接至第一定滑轮，直流电源的负输出端连接至第二定滑轮。
进一步，所述送丝装置，固定慢走丝，且能够向切割模具送丝。
进一步，所述走丝收容卷设置紧固装置，用于固定走丝收容卷。
一种慢走丝切割控制方法，包括以下步骤：
S1：读取并识别走丝收容卷上的规格标签，获得走丝截面直径d；
S2：将慢走丝引入脉冲发生器中，使用脉冲发生器对慢走丝放电，并进行了光谱分析，获得慢走丝成分含量；
S3：下压慢走丝，测量慢走丝的抗拉强度；
S4：将慢走丝部分通电，测量慢走丝的导电率σ；
S5：根据步骤S2中的慢走丝成分含量、步骤S3中的抗拉强度、步骤S4中的导电率σ控制送丝装置的送丝速度和供电发生器的输出电压。
进一步，所述步骤S3中，测量慢走丝抗拉强度的方法，包括以下步骤：
T1：将间距为L的第一定滑轮和第二定滑轮固定，慢走丝置于第一定滑轮和第二定滑轮上，且和第一定滑轮和第二定滑轮相切；
T2：将慢走丝引入送丝装置，固定慢走丝末端，并紧固走丝收容卷；
T3：将动滑轮置于慢走丝上，并下压动滑轮，直至慢走丝断开，通过压力传感器测量下压动滑轮的压力，进一步计算出慢走丝抗拉强度。
进一步，所述步骤S4中，测量慢走丝电导率σ的步骤，包括：
E1：将所述步骤T3中，断开的慢走丝接入电流表中；
E2：使用直流电源，正输出端接入步骤T1中的第一定滑轮，负输出端接入步骤T1中的第二定滑轮，将第一定滑轮和第二定滑轮之间的慢走丝通入电压V，；
E3：获取步骤E1中的电流表的电流值I；
E4：通过公式计算慢走丝电导率σ。
进一步，所述步骤S5中，是通过设置控制器获取直流电源的电压V、电流表的电流值I后计算出的电导率σ，并获取光谱仪中的慢走丝成分含量、压力传感器中的抗拉强度，进一步送丝速度和供电发生器的输出电压的。
本发明的有益效果在于：
本发明的慢走丝切割装置，在进行慢走丝花火切割前，事先获得慢走丝各组分的比例，以及慢走丝的导电率、抗拉强度等条件参数，结合这些参数，控制了给丝速度，以及供电发生器的放电电压参数，保证了电腐蚀速度的同时，节约了物料，并且切割金属颗粒小，坑洞小，最后切割的切割模具表面质量好。
附图说明
图1是本发明慢走丝切割装置的一种工作状态结构示意图；
图2是本发明慢走丝切割装置的另一种工作状态结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种慢走丝切割装置，包括卷绕有慢走丝的走丝收容卷1，所述走丝收容卷1上设置有规格标签。需要说明的是，在慢走丝的生产工艺中，厂家往往设计了特定的拉丝模具，故慢走丝的粗细直径是较为规范的，而且慢走丝生产厂家，也会将慢走丝的粗细，以及大概的成分含量标注在规格标签内。
设置视觉装置2，用于读取规格标签，获取慢走丝截面直径d，以及大概的成分含量范围；
所述慢走丝引入脉冲发生器3，用于对慢走丝打出电火花，并设置光谱仪12进行光谱分析；
所述慢走丝从脉冲发生器3引出后，引入抗拉强度测试装置，用于测试所述慢走丝的抗拉强度；
设置导电率测试装置，用于测试所述慢走丝的导电率；
所述慢走丝的末端通过送丝装置7引至切割模具8上方，切割模具8连接至供电发生器9的正极，供电发生器9的负极连接慢走丝；
所述视觉装置2、光谱仪12、抗拉强度测试装置、导电率测试装置电连接设置控制器，所述控制器根据视觉装置、光谱仪、抗拉强度测试装置、导电率测试装置的测量参数，控制供电发生器9的输出电压，以及送丝装置7的送丝速度。
进一步，所述脉冲发生器包括脉冲正极10和脉冲负极11，走丝收容卷1上的慢走丝引入至脉冲正极10和脉冲负极11之间；所述光谱仪12用于对脉冲正极和脉冲负极产生的电火花拍照，分析慢走丝内Al、Zn、Ni、Mg、W、Cu及其它杂质含量。
作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述抗拉强度测试装置，包括：第一定滑轮4、第二定滑轮6和动滑轮5；第一定滑轮4、第二定滑轮6位于金属拉丝下方，动滑轮5位于金属拉丝上方，金属拉丝依次绕过第一定滑轮4、动滑轮5、第二定滑轮6后引入送丝装置8；
所述动滑轮5端面固定推拉杆14，推拉杆14末端设置压力传感器，用于向下推动动滑轮5。
作为本发明的一种优选的实施方案，基于上述内容，不同的是，所述导电率测试装置，包括：包括所述第一定滑轮4、第二定滑轮6，以及直流电源、电流表15；
所述第一定滑轮4和第二定滑轮的中心间距为L；
直流电源的正输出端连接至第一定滑轮4，直流电源的负输出端连接至第二定滑轮6。
进一步，所述送丝装置7，固定慢走丝，且能够向切割模具送丝。或者说送丝装置7内贯穿慢走丝后，便能防止慢走丝倒拉，从送丝孔中脱出。
进一步，所述走丝收容卷1设置紧固装置，用于固定走丝收容卷，不让其旋转。
一种慢走丝切割控制方法，包括以下步骤：
S1：读取并识别走丝收容卷1上的规格标签，获得走丝截面直径d；
S2：将慢走丝引入脉冲发生器3中，使用脉冲发生器3对慢走丝放电，并进行了光谱分析，获得慢走丝成分含量；需要说明的是，本发明的视觉装置2获取慢走丝的成分含量范围后，可为光谱仪提供一定的参考范围，矫正光谱仪分析出的成分含量参数；
S3：下压慢走丝，测量慢走丝的抗拉强度；
S4：将慢走丝部分通电，测量慢走丝的导电率σ；
S5：根据步骤S2中的慢走丝成分含量、步骤S3中的抗拉强度、步骤S4中的导电率σ控制送丝装置的送丝速度和供电发生器的输出电压。
进一步，所述步骤S3中，测量慢走丝抗拉强度的方法，包括以下步骤：
T1：将间距为L的第一定滑轮4和第二定滑轮固定6，慢走丝置于第一定滑轮4和第二定滑轮6上，且和第一定滑轮和第二定滑轮相切；
T2：将慢走丝引入送丝装置7，固定慢走丝末端，并紧固走丝收容卷1；
T3：将动滑轮5置于慢走丝上，并下压动滑轮，直至慢走丝断开，通过压力传感器测量下压动滑轮的压力，进一步计算出慢走丝抗拉强度。
进一步，所述步骤S4中，测量慢走丝电导率σ的步骤，包括：
E1：将所述步骤T3中，断开的慢走丝接入电流表中；
E2：使用直流电源，正输出端接入步骤T1中的第一定滑轮，负输出端接入步骤T1中的第二定滑轮，将第一定滑轮和第二定滑轮之间的慢走丝通入电压V；或者说电压表通过慢走丝串联至直流电源的正负输出端上；
E3：获取步骤E1中的电流表的电流值I；
E4：通过公式计算慢走丝电导率σ。
进一步，所述步骤S5中，是通过设置控制器获取直流电源的电压V、电流表的电流值I后计算出的电导率σ，并获取光谱仪中的慢走丝成分含量、压力传感器中的抗拉强度，进一步送丝速度和供电发生器的输出电压的。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种慢走丝切割装置，包括卷绕有慢走丝的走丝收容卷，所述走丝收容卷上设置有规格标签，其特征在于，
设置视觉装置，用于读取规格标签，获取慢走丝截面直径d；
所述慢走丝引入脉冲发生器，用于对慢走丝打出电火花，并设置光谱仪进行光谱分析；
所述慢走丝从脉冲发生器引出后，引入抗拉强度测试装置，用于测试所述慢走丝的抗拉强度；
设置导电率测试装置，用于测试所述慢走丝的导电率；
所述慢走丝的末端通过送丝装置引至切割模具上方，切割模具连接至供电发生器的正极，供电发生器的负极连接慢走丝；
所述视觉装置、光谱仪、抗拉强度测试装置、导电率测试装置电连接设置控制器，所述控制器根据视觉装置、光谱仪、抗拉强度测试装置、导电率测试装置的测量参数，控制供电发生器的输出电压，以及送丝装置的送丝速度。
2.根据权利要求1所述的一种慢走丝切割装置，其特征在于，所述脉冲发生器包括脉冲正极和脉冲负极，走丝收容卷上的慢走丝引入至脉冲正极和脉冲负极之间；所述光谱仪用于对脉冲正极和脉冲负极产生的电火花拍照，分析慢走丝内Al、Zn、Ni、Mg、W、Cu及其它杂质含量。
3.根据权利要求1所述的一种慢走丝切割装置，其特征在于，所述抗拉强度测试装置包括：
第一定滑轮、第二定滑轮和动滑轮；第一定滑轮、第二定滑轮位于金属拉丝下方，动滑轮位于金属拉丝上方，金属拉丝依次绕过第一定滑轮、动滑轮、第二定滑轮后引入送丝装置；
所述动滑轮端面固定推拉杆，推拉杆末端设置压力传感器，用于向下推动动滑轮。
4.根据权利要求3所述的一种慢走丝切割装置，其特征在于，所述导电率测试装置，包括所述第一定滑轮、第二定滑轮，以及直流电源、电流表；
所述第一定滑轮和第二定滑轮的中心间距为L；
直流电源的正输出端连接至第一定滑轮，直流电源的负输出端连接至第二定滑轮。
5.根据权利要求1所述的一种慢走丝切割装置，其特征在于，所述送丝装置，固定慢走丝，且能够向切割模具送丝。
6.根据权利要求1所述的一种慢走丝切割装置，其特征在于，所述走丝收容卷设置紧固装置，用于固定走丝收容卷。
7.一种慢走丝切割控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：读取并识别走丝收容卷上的规格标签，获得走丝截面直径d；
S2：将慢走丝引入脉冲发生器中，使用脉冲发生器对慢走丝放电，并进行了光谱分析，获得慢走丝成分含量；
S3：下压慢走丝，测量慢走丝的抗拉强度；
S4：将慢走丝部分通电，测量慢走丝的导电率σ；
S5：根据步骤S2中的慢走丝成分含量、步骤S3中的抗拉强度、步骤S4中的导电率σ控制送丝装置的送丝速度和供电发生器的输出电压。
8.根据权利要求7所述的一种慢走丝切割控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，测量慢走丝抗拉强度的方法，包括以下步骤：
T1：将间距为L的第一定滑轮和第二定滑轮固定，慢走丝置于第一定滑轮和第二定滑轮上，且和第一定滑轮和第二定滑轮相切；
T2：将慢走丝引入送丝装置，固定慢走丝末端，并紧固走丝收容卷；
T3：将动滑轮置于慢走丝上，并下压动滑轮，直至慢走丝断开，通过压力传感器测量下压动滑轮的压力，进一步计算出慢走丝抗拉强度。
9.根据权利要求8所述的一种慢走丝切割控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，测量慢走丝电导率σ的步骤，包括：
E1：将所述步骤T3中，断开的慢走丝接入电流表中；
E2：使用直流电源，正输出端接入步骤T1中的第一定滑轮，负输出端接入步骤T1中的第二定滑轮，将第一定滑轮和第二定滑轮之间的慢走丝通入电压V，；
E3：获取步骤E1中的电流表的电流值I；
E4：通过公式计算慢走丝电导率σ。
10.根据权利要求9所述的一种慢走丝切割控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，是通过设置控制器获取直流电源的电压V、电流表的电流值I后计算出的电导率σ，并获取光谱仪中的慢走丝成分含量、压力传感器中的抗拉强度，进一步送丝速度和供电发生器的输出电压的。
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2018
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