一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)公開了一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)，包括供絲機構(gòu)、收絲機構(gòu)、張力控制機構(gòu)、轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)和導(dǎo)絲機構(gòu)，所述的供絲機構(gòu)包括供絲繞線軸和供絲電機，所述的收絲機構(gòu)包括收絲繞線軸和收絲電機，所述的張力控制機構(gòu)包括張力控制電機、張力輪、壓緊輪、張力傳感器和張力控制器，所述的轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)包括排絲輪、速度控制電機、脈沖編碼器和速度控制器，所述的導(dǎo)絲機構(gòu)包括長導(dǎo)線輪、電極絲導(dǎo)向器和導(dǎo)線輪；所述的張力控制機構(gòu)和轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)均采用自適應(yīng)模糊PID系統(tǒng)控制。本實用新型專利技術(shù)可實現(xiàn)對切割機床的高穩(wěn)定性和高精確性控制，能有效提升切割機的加工質(zhì)量和加工效益，顯著減少加工過程中斷線故障率，從而提高企業(yè)生產(chǎn)效益。（*該技術(shù)在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)
本技術(shù)涉及一種加工控制領(lǐng)域，具體地說是一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)。
技術(shù)介紹
電火花線切割加工是利用金屬電極絲(鑰絲、鎢鑰絲)與工件構(gòu)成的兩個電極之間進行脈沖火花放電時產(chǎn)生的電腐蝕效應(yīng)來對工件進行加工，以達到材料切割的目的。其基本原理如下:被加工的工件接高頻脈沖電源的正極，電極絲接負(fù)極。脈沖電源發(fā)出一連串的脈沖電壓，加到工件和電極絲上。電極絲與工件之間有足夠的具有一定絕緣性的工作液。當(dāng)電極絲與工件之間的距離小到一定程度時，在脈沖電壓的作用下，工作液被電離擊穿，在電極絲與工件之間形成瞬時的放電通道，產(chǎn)生瞬時高溫，使金屬局部熔化甚至汽化而被蝕除下來。若工作臺帶動工件不斷進給，就能切割出所需的形狀。隨著電火花線切割加工技術(shù)的不斷進步，對工件的加工精度和表面粗糙度的要求越來越苛刻，對走絲系統(tǒng)的要求也越來越高。近年來慢走絲電火花線切割機床的發(fā)展極為迅速，在加工精度、表面粗糙度及切割速度等方面的研究已有較大突破，對切割機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性也提出了更高的要求。走絲機構(gòu)的恒速恒張力控制是衡量慢走絲線切割機床性能的一項重要指標(biāo)，直接影響著工件的加工精度和加工表面質(zhì)量。而現(xiàn)有的控制機構(gòu)對切割機床控制的穩(wěn)定性和精確性還不夠，無法滿足高水平電火花切割加工技術(shù)的要求，加工過程中斷線故障率高，影響生產(chǎn)效率。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是提供一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)。本技術(shù)要解決現(xiàn)有的控制機構(gòu)對切割機床控制的穩(wěn)定性和精確性還不夠，無法滿足高水平電火花切割加工技術(shù)的要求，加工過程中斷線故障率高，影響生產(chǎn)效率的問題。本技術(shù)的技術(shù)方案是:一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)，包括供絲機構(gòu)、收絲機構(gòu)、張力控制機構(gòu)、轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)和導(dǎo)絲機構(gòu)，所述的供絲機構(gòu)包括供絲繞線軸和供絲電機，所述的收絲機構(gòu)包括收絲繞線軸和收絲電機，所述的張力控制機構(gòu)包括張力控制電機、張力輪、壓緊輪、張力傳感器和張力控制器，所述的轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)包括排絲輪、速度控制電機、脈沖編碼器和速度控制器，所述的導(dǎo)絲機構(gòu)包括長導(dǎo)線輪、電極絲導(dǎo)向器和導(dǎo)線輪；所述的張力控制機構(gòu)和轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)均采用自適應(yīng)模糊PID系統(tǒng)控制。所述的供絲電機連接供絲繞線軸，所述的長導(dǎo)線輪設(shè)于所述供絲繞線軸和張力控制機構(gòu)之間；所述的張力控制電機連接張力輪，所述壓緊輪貼于張力輪的兩側(cè)，所述張力傳感器連接張力控制器，張力控制器的另一端連接張力控制電機；所述的電極絲導(dǎo)向器設(shè)于張力控制機構(gòu)的下方，所述電極絲導(dǎo)向器包括上部導(dǎo)向器和下部導(dǎo)向器，所述的上部導(dǎo)向器和下部導(dǎo)向器之間設(shè)有工作臺；所述的導(dǎo)線輪設(shè)于下部導(dǎo)向器的下方；所述的速度控制機構(gòu)設(shè)于導(dǎo)線輪的左側(cè)，所述排絲輪包括主動排絲輪和從動排絲輪，所述速度控制電機連接主動排絲輪，所述的脈沖編碼器一端由所述速度控制電機引出，另一端連接速度控制器的一端，速度控制器的另一端連接速度控制電機；所述收絲電機連接收絲繞線軸，所述收絲繞線軸設(shè)于排絲輪的左側(cè)。所述的供絲繞線軸上預(yù)裝電極絲，電極絲由供絲繞線軸輸出；所述電極絲經(jīng)過所述長導(dǎo)線輪的外側(cè)后由張力輪的下側(cè)進入張力控制系統(tǒng)，沿逆時針方向在張力輪上繞一圈且位于壓緊輪和張力輪之間，后通過張力傳感器且依次經(jīng)過上部導(dǎo)向器、工作臺、下部導(dǎo)向器后沿導(dǎo)線輪的外側(cè)進入所述排絲輪之間，最后由收絲繞線軸收絲。本技術(shù)的有益效果為:本技術(shù)運行過程中，金屬電極絲由絲架支撐，通過電極絲自動卷繞機構(gòu)中兩個卷筒的夾送作用，確保金屬電極絲以一定的速度運行；并依靠張力控制機構(gòu)和轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)，在一定范圍內(nèi)調(diào)整張力與轉(zhuǎn)速，使電極絲保持一定的速度，穩(wěn)定地運行。所述的張力控制機構(gòu)和轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)均采用自適應(yīng)模糊PID系統(tǒng)控制，控制器的結(jié)構(gòu)主要由參數(shù)可調(diào)PID控制器和模糊推理系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。采用自適應(yīng)模糊PID控制方法設(shè)計的控制機構(gòu)能實現(xiàn)對慢走絲線切割機的張力和轉(zhuǎn)速的精確控制，有效提升了慢走絲線切割機的加工質(zhì)量和加工效益，顯著減少加工過程中斷線故障率，從而提高企業(yè)生產(chǎn)效益。【附圖說明】圖1是本技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是自適應(yīng)模糊PID速度控制器原理圖。圖3是自適應(yīng)模糊PID張力控制器原理圖。圖4是電火花線切割加工原理圖。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖及實施例對本技術(shù)作進一步說明。如圖所示，它包括供絲機構(gòu)、收絲機構(gòu)、張力控制機構(gòu)、轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)和導(dǎo)絲機構(gòu)，所述的供絲機構(gòu)包括供絲繞線軸2和供絲電機I，所述的收絲機構(gòu)包括收絲繞線軸20和收絲電機19，所述的張力控制機構(gòu)包括張力控制電機7、張力輪6、壓緊輪5、張力傳感器9和張力控制器8，所述的轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)包括排絲輪、速度控制電機16、脈沖編碼器14和速度控制器15，所述的導(dǎo)絲機構(gòu)包括長導(dǎo)線輪4、電極絲導(dǎo)向器和導(dǎo)線輪13 ;所述的張力控制機構(gòu)和轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)均采用自適應(yīng)模糊PID系統(tǒng)控制。本實施例中，所述的供絲電機I連接供絲繞線軸2，所述的長導(dǎo)線輪4設(shè)于所述供絲繞線軸2和張力控制機構(gòu)之間；所述的張力控制電機7連接張力輪6，所述壓緊輪5貼于張力輪6的兩側(cè)，所述張力傳感器9連接張力控制器8，張力控制器8的另一端連接張力控制電機7 ;所述的電極絲導(dǎo)向器設(shè)于張力控制機構(gòu)的下方，所述電極絲導(dǎo)向器包括上部導(dǎo)向器10和下部導(dǎo)向器12，所述的上部導(dǎo)向器10和下部導(dǎo)向器12之間設(shè)有工作臺11 ;所述的導(dǎo)線輪13設(shè)于下部導(dǎo)向器12的下方；所述的速度控制機構(gòu)設(shè)于導(dǎo)線輪13的左側(cè)，所述排絲輪包括主動排絲輪17和從動排絲輪18，所述速度控制電16機連接主動排絲輪17，所述的脈沖編碼器14 一端由所述速度控制電機16引出，另一端連接速度控制器15的一端，速度控制器的另一端連接速度控制電機16;所述收絲電機19連接收絲繞線軸20，所述收絲繞線軸20設(shè)于主動排絲輪17和從動排絲輪18的左側(cè)。本實施例中，所述的供絲繞線軸2上預(yù)裝電極絲3，電極絲3由供絲繞線軸2輸出；所述電極絲3經(jīng)過所述長導(dǎo)線輪4的外側(cè)后由張力輪6的下側(cè)進入張力控制系統(tǒng)，沿逆時針方向在張力輪6上繞一圈且位于壓緊輪5和張力輪6之間，后通過張力傳感器9且依次經(jīng)過上部導(dǎo)向器10、工作臺11、下部導(dǎo)向器12后沿導(dǎo)線輪13的外側(cè)進入主動排絲輪17和從動排絲輪18之間，最后由收絲繞線軸20收絲。自適應(yīng)模糊PID控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理:自適應(yīng)模糊PID控制系統(tǒng)包括張力控制系統(tǒng)和速度控制系統(tǒng)。參數(shù)自適應(yīng)模糊PID控制器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由參數(shù)可調(diào)PID控制器和模糊推理系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。速度控制原理:速度控制器15設(shè)定轉(zhuǎn)速，脈沖編碼器14在線檢測伺服電機(速度控制電機16)轉(zhuǎn)速，將測得的轉(zhuǎn)速值與設(shè)定值比較，采用PID控制器22 (速度控制器15)實現(xiàn)對伺服電機(速度控制電機16)轉(zhuǎn)速的控制。模糊推理系統(tǒng)21以轉(zhuǎn)速誤差^ (即轉(zhuǎn)速值與設(shè)定值偏差)和誤差變化率djdt作為輸入，采用模糊規(guī)則對PID參mpl、kn、kA進行在線整定，以滿足在不同的誤差^和誤差變化率^1AZi的情況下對控制器參數(shù)的不同要求，進而調(diào)整PWM的占空比，最后在伺服電機驅(qū)動電路的作用下調(diào)整速度控制電機16轉(zhuǎn)速，使轉(zhuǎn)速的偏差趨于零，達到恒速目的。使被控對象具有良好的靜態(tài)和動態(tài)性能。張力控制原理:張力控制器8設(shè)定張力值，張力傳感器9實時檢測電極絲3張力大小，張本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)，包括供絲機構(gòu)、收絲機構(gòu)、張力控制機構(gòu)、轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)和導(dǎo)絲機構(gòu)，其特征在于所述的供絲機構(gòu)包括供絲繞線軸和供絲電機，所述的收絲機構(gòu)包括收絲繞線軸和收絲電機，所述的張力控制機構(gòu)包括張力控制電機、張力輪、壓緊輪、張力傳感器和張力控制器，所述的轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)包括排絲輪、速度控制電機、脈沖編碼器和速度控制器，所述的導(dǎo)絲機構(gòu)包括長導(dǎo)線輪、電極絲導(dǎo)向器和導(dǎo)線輪；所述的張力控制機構(gòu)和轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)均采用自適應(yīng)模糊PID系統(tǒng)控制。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)，包括供絲機構(gòu)、收絲機構(gòu)、張力控制機構(gòu)、轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)和導(dǎo)絲機構(gòu)，其特征在于所述的供絲機構(gòu)包括供絲繞線軸和供絲電機，所述的收絲機構(gòu)包括收絲繞線軸和收絲電機，所述的張力控制機構(gòu)包括張力控制電機、張力輪、壓緊輪、張力傳感器和張力控制器，所述的轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)包括排絲輪、速度控制電機、脈沖編碼器和速度控制器，所述的導(dǎo)絲機構(gòu)包括長導(dǎo)線輪、電極絲導(dǎo)向器和導(dǎo)線輪；所述的張力控制機構(gòu)和轉(zhuǎn)速控制機構(gòu)均采用自適應(yīng)模糊PID系統(tǒng)控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慢走絲線切割機恒速恒張力智能控制機構(gòu)，其特征在于所述的供絲電機連接供絲繞線軸，所述的長導(dǎo)線輪設(shè)于所述供絲繞線軸和張力控制機構(gòu)之間；所述的張力控制電機連接張力輪，所述壓緊輪貼于張力輪的兩側(cè)，所述張力傳感器連接張力控制器，張力控制器的另一端連接張力控制電機；所述的電極絲導(dǎo)向器設(shè)于張力控制機...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳如清，
申請(專利權(quán))人：嘉興順聯(lián)橡塑機械有限公司，
類型：新型
國別省市：浙江;33