CN111673212A - 多功能线切机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能线切机，包括主辊切割机构和坐标驱动机构，坐标驱动机构包括X轴伺服滑动机构和Y轴进给顶升机构，X轴伺服滑动机构的滑块上固定有工作台，主辊切割机构设置在工作台上方，主辊切割机构包括切割钢线、主辊、导轮和主辊电机，工作台为旋转工作台，Y轴进给顶升机构包括Y轴进给台和控制Y轴进给台升降的顶升机构，坐标驱动机构还包括第四轴角度旋转机构，第四轴角度旋转机构设置在Y轴进给台上并带动旋转工作台相对于水平面进行弧向调节。本发明结构布局合理，可对工件进行异形切割，可良好适应于除钻入雕刻的各种异形切割雕刻操作，例如各种弧形面切割、外凸形状的切割等。

Description

多功能线切机

技术领域

本发明涉及线切设备技术领域，尤其涉及一种多功能线切机。

背景技术

在线切割加工过程中，通常利用切割钢线对工件进行切割。普通的线切机可通过工作台夹持工件，通过拖板、滚动导轨、丝杆运动副、齿轮传动机构等结构带动工作台动作，便于切割钢线对工件进行切割。但是普通的工作台，通常在坐标系上进行运动，例如水平方向上的移动坐标路径设为X轴，在竖直方向上的移动坐标路径则设为Y轴。这样设计的线切机，在工件加工过程中，只能进行平面切割，并不能进行弧形或者异形切割，对于需要进行异形切割的工件来说，存在缺漏，需要使用雕刻机进行补充切割。因此，有必要针对现有的线切机进行进一步改进，使其可适应异形切割要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种结构布局合理，可进行弧面及异形切割，有效扩大适用范围，切割精度更高的多功能线切机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多功能线切机，包括主辊切割机构和坐标驱动机构，所述的坐标驱动机构包括X轴伺服滑动机构和Y轴进给顶升机构，所述的X轴伺服滑动机构的滑块上固定有工作台，所述的主辊切割机构设置在工作台上方，所述的主辊切割机构包括切割钢线、主辊、导轮和主辊电机，所述的工作台为旋转工作台，所述的Y轴进给顶升机构包括Y轴进给台和控制Y轴进给台升降的顶升机构，所述的坐标驱动机构还包括若干组第四轴角度旋转机构，所述的第四轴角度旋转机构设置在Y轴进给台上并带动旋转工作台相对于水平面角度调节；第四轴角度旋转机构沿主辊轴向排列，所述的旋转工作台数量与第四轴角度旋转机构数量对应；导轮成组沿主辊轴向间隔分布，切割钢线张紧连接在每组导轮和主辊之间，所述的导轮为万向调节导轮，所述的主辊表面间隔分布有容置切割钢线的线槽。

在上述方案中,巧妙合理地设计了坐标驱动机构，通过Y轴进给顶升机构可驱动旋转工作台在竖直方向上的运动，X轴伺服滑动机构则驱动了旋转工作台在水平方向上的运动，旋转工作台可带动工件在旋转平面上进行转动，而第四轴角度旋转机构则可带动旋转工作台相对于水平面进行角度调整，便于在进给切割过程中加工弧面及其他异形面。

优选的，所述的第四轴角度旋转机构包括固定支架、弧形板和动力机构，所述的固定支架上具有供弧形板弧向移动的弧形轨道，所述弧形板与固定支架的弧形轨道滑动配合，所述的动力机构驱动弧形板沿弧形轨道做弧向运动。

坐标驱动机构的各部件位置，可以进行如下设置：所述的第四轴角度旋转机构固定在Y轴进给台上，所述的X轴伺服滑动机构则固定在弧形板上方。

坐标驱动机构的各部件位置，也可以如下设置：所述的X轴伺服滑动机构固定在Y轴进给台上，所述的第四轴角度旋转机构固定在X轴伺服滑动机构的滑块上。

优选的，所述的旋转工作台由蜗轮蜗杆驱动转动。

本发明的有益效果是，本发明提供的多功能线切机，结构布局合理，在Y轴进给台上设计了第四轴角度旋转机构，并将普通工作台设计为旋转工作台，在X轴伺服滑动机构配合下，可对工件进行异形切割，可良好适应于除钻入雕刻的各种异形切割雕刻操作，例如各种弧形面切割、外凸形状的切割等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例一的结构示意图。

图2是图1中A-A的剖视图。

图3是本发明实施例二的结构示意图。

图4是图3中B-B的剖视图。

图5是本发明实施例一中仅在主辊上绕线时的绕线示意图。

图6是本发明实施例一中通过万向调节导轮绕线时的绕线示意图。

图7是本发明实施例一中主辊及万向调节导轮处的结构示意图。

图8是本发明实施例一种弧形板处的结构示意图。

图中1、万向调节导轮 2、主辊 3、旋转工作台 4、X轴伺服滑动机构 5、第四轴角度旋转机构 6、主辊电机 7、Y轴进给台 8、弧形板 9、固定支架 10、弧形轨道 11、切割钢线。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和图2所示的一种多功能线切机，是本发明的实施例一，包括主辊切割机构和坐标驱动机构。

所述的主辊切割机构设置在工作台上方，所述的主辊切割机构包括切割钢线11、主辊2、导轮和主辊电机6。通常可设计有两根平行设置的主辊2，对应主辊2两侧上方成组设计若干组导轮。所述的导轮成组沿主辊2轴向间隔分布，切割钢线11张紧连接在每组导轮和主辊2之间。为了便于在同一工件上同时进行多个切割，并且不同切割钢丝之间间距可调，所述的导轮为万向调节导轮1，所述的主辊表面间隔分布有容置切割钢线11的线槽。在切割中，根据切割数量对应选择安装切割钢丝的导轮组数，根据切割的间距需求可调节每组万向调节导轮1的角度，使切割钢丝对应切割间距与下方的线槽张紧连接。

切割钢丝的绕线方式，可根据实际使用需求进行选择。如图5所示，切割钢线11仅在主辊2的线槽内进行绕线，可应对切割薄片的场合。在需要切割厚片的场合，则可根据切割线之间的间距要求，采用图6所示的绕线方式进行，选择所需间隔的线槽，上方则通过万向调节导轮1的角度使得切割钢线11可对应斜向延伸并选择对应的线槽进行绕线。同时，这两种不同的绕线方式，也可扩大待切割工件的高度限制。在采用图5的绕线方式时，切割工件的最大高度不超过旋转工作台3夹持平面与位于主辊下方的切割钢线11之间的距离，而采用图6的绕线方式时，切割工件的最大高度可扩大，不在局限于主辊，可向上至万向调节导轮1上的切割钢线11位置处，在使用中可按需选择。

所述的坐标驱动机构包括X轴伺服滑动机构4和Y轴进给顶升机构。所述的X轴伺服滑动机构4的滑块上固定有工作台。所述的工作台为旋转工作台3，所述的旋转工作台3由蜗轮蜗杆驱动转动。旋转工作台3上则根据工件的夹持需求选择夹具，如卡盘等。旋转工作台3的旋转轴即为第三轴。在使用中，旋转工作台3夹持工件转动，一方面进行旋转切割，另一方面，还可对部分有晶向要求的材料，在夹持后通过转动旋转工作台3，起到预调整位置角度，修正装夹误差的作用。例如，在针对硅棒等材料进行切割时，由于硅的生长具有方向性，在进行线切加工时，在夹持工件后，需要通过旋转工作台3带动工件进行转动，进行晶向角度补偿，将工件旋转调整到合适切割的角度。

同时，在实际设计中，可按需将X轴伺服滑动机构4设计为沿主辊轴向方向进行运动的运动机构，该运动机构可按需选择为拖板、滚动导轨、丝杆运动副、齿轮传动机构等。

所述的Y轴进给顶升机构包括Y轴进给台7和控制Y轴进给台7升降的顶升机构。所述的坐标驱动机构还包括第四轴角度旋转机构5。所述的第四轴角度旋转机构5设置在Y轴进给台7上并带动旋转工作台3相对于水平面角度调节。所述的第四轴角度旋转机构5固定在Y轴进给台7上。所述的第四轴角度旋转机构5包括固定支架9、弧形板8和动力机构。所述的固定支架9上具有供弧形板8弧向移动的弧形轨道，所述弧形板8与固定支架9的弧形轨道滑动配合，所述的动力机构驱动弧形板8沿弧形轨道做弧向运动。所述的固定支架9固定在Y轴进给台7上，X轴伺服滑动机构4则固定在弧形板8上方。动力机构则可按需选择，保证可带动弧形板8沿弧形轨道运动即可，为了提高运动的精度，此处的动力机构可优选为伺服电机。当弧形板8在动力机构作用下沿弧形轨道滑动，弧形板8上方的X轴伺服滑动机构4、旋转工作台3也同步运动，实现工件相对于水平面进行角度调节(沿弧形轨道进行弧向调节)的动作。

同时，在同一Y轴进给台7上，还可按需设计多组第四轴角度旋转机构5，第四轴角度旋转机构5沿主辊2轴向排列，所述的旋转工作台3数量与第四轴角度旋转机构5数量对应。如此即可在同一主辊2和同一切割钢线11切割时，同步带动多组旋转工作台3进行切割，便于同步加工多个工件。同时，多工位设计的第四轴角度旋转机构5，在工作时，可通过调整，起到自动对刀的作用,在使用中，在同一Y轴进给台7上设计多个第四轴角度旋转机构5，可同步加工多个工件，而在同一Y轴进给台7上设计一组或较少数量的第四轴角度旋转机构5，同时Y轴进给台7长度足够，可设计多个工位，则同一工件在本机上可具备多个工位，一次夹持后，按工位进行多次加工，有效避免多次装夹造成的误差，进一步提高加工精度。

如此设计的多功能线切机，结构布局合理，巧妙合理地设计了坐标驱动机构，通过Y轴进给顶升机构可驱动旋转工作台3在竖直方向上的运动，X轴伺服滑动机构4则驱动了旋转工作台3在水平方向上的运动，旋转工作台3作为第三轴可带动工件在旋转平面上进行转动，而第四轴角度旋转机构5则可带动旋转工作台3相对于水平面进行弧向调整。相对于普通的线切机或者多线切割机，可通过弧形的角度调整，做摇摆切割，将原有的线接触转变为点接触，可加工强度更高的工件，同时各个轴配合联动可在平面上切割各种除孔状等内凹的所有异形件，例如轴瓦等，可在粗加工中替代模具，起到部分加工中心的作用，同时可按工位同时加工多个工件，加工效率较加工中心更高，适用范围更广。

采用是上述结构设计的多功能线切机，可通过分解X轴、Y轴、第三轴和第四轴这四个方向上的运动，并配合主辊2绕线，分别具备如下功能：

1、只有Y轴进给顶升机构带动Y轴进给台7动作，切割钢线11对应在主辊2的线槽内绕线，作为通用多线切割机用。

2、只有Y轴进给顶升机构带动Y轴进给台7动作，工件沿主辊2轴向放置，在主辊2的线槽和万向调节导轮1之间绕线，作为大开距开方机用。

3、Y轴进给顶升机构带动Y轴进给台7做升降动作，在主辊2的线槽和万向调节导轮1之间绕线，X轴负责在切割完成后通过X轴伺服滑动机构4调整上方工件位置，实现自动进刀和对刀，作为自动进给开方机用。

4、Y轴进给顶升机构带动Y轴进给台7升降动作，第四轴角度旋转机构带动上方工件弧形摇摆，作为摇摆切割机用。

5、Y轴进给顶升机构带动Y轴进给台7升降动作，同时X轴伺服滑动机构4带动工件在X轴向上运动，作为瓦型机用(弧形切割)。

6、Y轴进给顶升机构带动Y轴进给台7升降动作，旋转工作台3作为第三轴带动工件旋转，第三轴旋转调整工件角度供给切割。

7、主辊2上布置不同间距的线槽，并对应布置不同间距的切割钢线11，Y轴进给顶升机构带动Y轴进给台7升降动作，X轴伺服滑动机构4负责将工件移动到不同工位，旋转工作台3作为第三轴带动工件旋转，完成多工位切割。

8、X轴、Y轴、第三轴、第四轴多轴联动，完成异形切割。

如图3和图4所示，是本发明的实施例二。与实施例一相比，其他结构设置相同，区别点在于坐标驱动机构中各部件的位置设置不同，即所述的X轴伺服滑动机构4固定在Y轴进给台7上，所述的第四轴角度旋转机构5的固定支架9固定在X轴伺服滑动机构4的滑块上。在竖直方向上的工件位置移动通过Y轴进给顶升机构实现，通过Y轴进给台7带动X轴伺服滑动机构4位置提升，X轴伺服滑动机构4带动工件在水平面进行运动，第四轴角度旋转机构5则带动上方的旋转工作台3相对于水平面进行角度调节(沿弧形轨道进行弧向调节)，配合旋转工作台3，同样可起到对工件进行弧形及异形切割，良好应用于除钻入雕刻的各种异形切割、雕刻操作。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种多功能线切机，包括主辊切割机构和坐标驱动机构，所述的坐标驱动机构包括X轴伺服滑动机构(4)和Y轴进给顶升机构，所述的X轴伺服滑动机构(4)的滑块上固定有工作台，所述的主辊切割机构设置在工作台上方，所述的主辊切割机构包括切割钢线、主辊(2)、导轮和主辊电机(6)，其特征在于：所述的工作台为旋转工作台(3)，所述的Y轴进给顶升机构包括Y轴进给台(7)和控制Y轴进给台(7)升降的顶升机构，所述的坐标驱动机构还包括若干组第四轴角度旋转机构(5)，所述的第四轴角度旋转机构(5)设置在Y轴进给台(7)上并带动旋转工作台(3)相对于水平面角度调节，第四轴角度旋转机构(5)沿主辊(2)轴向排列，所述的旋转工作台(3)数量与第四轴角度旋转机构(5)数量对应；所述的导轮成组沿主辊(2)轴向间隔分布，切割钢线张紧连接在每组导轮和主辊(2)之间，所述的导轮为万向调节导轮(1)，所述的主辊表面间隔分布有容置切割钢线的线槽。

2.如权利要求1所述的多功能线切机，其特征在于：所述的第四轴角度旋转机构(5)包括固定支架(9)、弧形板(8)和动力机构，所述的固定支架(9)上具有供弧形板(8)弧向移动的弧形轨道，所述弧形板(8)与固定支架(9)的弧形轨道滑动配合，所述的动力机构驱动弧形板(8)沿弧形轨道做弧向运动。

3.如权利要求2所述的多功能线切机，其特征在于：所述的第四轴角度旋转机构(5)固定在Y轴进给台(7)上，所述的X轴伺服滑动机构(4)则固定在弧形板(8)上方。

4.如权利要求2所述的多功能线切机，其特征在于：所述的X轴伺服滑动机构(4)固定在Y轴进给台(7)上，所述的第四轴角度旋转机构(5)固定在X轴伺服滑动机构(4)的滑块上。

5.如权利要求1所述的多功能线切机，其特征在于：所述的旋转工作台(3)由蜗轮蜗杆驱动转动。

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