專利名稱：線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種用于數(shù)控線切割機(jī)的自動(dòng)保護(hù)器。
國內(nèi)現(xiàn)有的線切割機(jī)，在加工過程中隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況(1)當(dāng)機(jī)器工作時(shí)，一旦出現(xiàn)切割線斷，運(yùn)絲電機(jī)將仍然帶動(dòng)貯絲筒高速旋轉(zhuǎn)，其后果，輕則會(huì)把貯絲筒上剩余的切割線滾亂，使此切割線不能繼續(xù)使用，造成浪費(fèi)；重則會(huì)出現(xiàn)由于切割線卡住運(yùn)絲機(jī)構(gòu)，而使運(yùn)絲電機(jī)燒毀，或使傳動(dòng)齒輪打壞等嚴(yán)重事故。(2)加工過程中有時(shí)還會(huì)發(fā)生因冷卻液槽出水口被堵塞，使冷卻液溢出，大量溢出的冷卻液將流入機(jī)床電器內(nèi)，破壞其絕緣，造成電器短路及機(jī)床帶電，甚至?xí)斐扇松碛|電事故。(3)線切割機(jī)工作時(shí)，一旦突然停電，由于機(jī)中整個(gè)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)有較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和運(yùn)動(dòng)慣性，它將導(dǎo)致貯絲筒上的限位器越過限位開關(guān)，造成切割線拉斷，有的線切割機(jī)還會(huì)導(dǎo)致絲桿上的螺母飛出等事故。(4)當(dāng)機(jī)床無人看守加工時(shí)，一旦加工結(jié)束，由于上述線切割機(jī)不能自動(dòng)切斷總電源，所以它將造成電能浪費(fèi)，甚至導(dǎo)致各種重大事故。
本自動(dòng)保護(hù)器是為克服現(xiàn)有線切割機(jī)存在著上述缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的。它具有遇切割線斷或冷卻液溢出及加工結(jié)束，能自動(dòng)切斷線切割機(jī)的總電源、報(bào)警和對(duì)貯絲筒電機(jī)進(jìn)行急剎制動(dòng)；遇突然停電時(shí)，對(duì)貯絲筒電機(jī)同樣能急剎制動(dòng)。它的特點(diǎn)是不必變更機(jī)器原電氣線路，能通用于國內(nèi)各種型號(hào)的線切割機(jī)。
下面圍繞本實(shí)用新型如何來完成上述功能，進(jìn)行詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型主要由以下幾方面電路組成電源電路(1)；報(bào)警電路(2)；切割線與液位檢測(cè)電路(3)；執(zhí)行電路(4)；加工結(jié)束檢測(cè)電路(5)；工作指示電路(6)。具體電路見


圖1。
圖1為本線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器的電原理圖。
圖2為本線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器與原線切割機(jī)各部分電路的連接、取樣、控制關(guān)系圖。
圖3為脈沖極性不符或共“地”關(guān)系不符時(shí)，“加工結(jié)束檢測(cè)電路”取樣信號(hào)的引入方式圖。本保護(hù)器“加工結(jié)束檢測(cè)電路”的取樣信號(hào)，其中來自X和Y步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，有時(shí)這些電路不允許與本保護(hù)器的電路連接，為解決這些問題，圖3采用的方法，是用光電耦合器件耦合，使本保護(hù)器電路與這些電路隔離。
圖4為“加工結(jié)束檢測(cè)電路”的采樣信號(hào)，取自高頻電源或高頻電源內(nèi)繼電器的一個(gè)剩余觸點(diǎn)時(shí)的實(shí)施方案圖。它可直接通過C0和R0，取自高頻電源的脈沖輸出；有些線切割機(jī)加工結(jié)束時(shí)利用高頻電源內(nèi)的一只繼電器關(guān)閉其功放電路，因此也可利用此功放控制繼電器的一組多余觸點(diǎn)進(jìn)行取樣(如圖4虛線內(nèi)所示)。
圖5為
圖1的方框圖。
圖中 1－電源電路；2－報(bào)警電路；3－切割線與液位檢測(cè)電路；4－執(zhí)行電路；5－加工結(jié)束檢測(cè)電路；6－指示電路；7－總電源控制電路；8－運(yùn)絲電機(jī)制動(dòng)電路；9－控制臺(tái)；10－高頻電源；11－振蕩電路；12－功放電路；13－冷卻液槽；14、15－液位探針；16－切割線；17－X／Y步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路；①～⑨集成塊接線腳；A、B、C、O－三相電源的三個(gè)相和零線；B1－變壓器；BX1～3－熔斷絲；C0～6－電容；CJ－起動(dòng)交流接觸器及其線包；CJ-1～6－起動(dòng)交流接觸器CJ的觸點(diǎn)；D1～13－二極管；D14－穩(wěn)壓管；IC0－光電耦合器；IC1－音樂芯片；IC2－負(fù)載傳感器；IC3－四2輸入端“與非”門集成塊(IC3a、IC3b、IC3c、IC3d)；J－繼電器及其線包；J0－高頻電源中繼電器的一個(gè)剩余觸點(diǎn)；J－1、J－2－繼電器J的觸點(diǎn)；K1－開關(guān)；LED－發(fā)光二極管；R0～8－電阻；V1～2－三極管；Y－揚(yáng)聲器；YD－運(yùn)絲電機(jī)；a－電源電路輸出電源正極；b－電源電路輸出電源負(fù)極；X－X步進(jìn)電機(jī)；Y－Y步進(jìn)電機(jī)；X’、Y’－加工結(jié)束信號(hào)取樣接口，即X步進(jìn)電機(jī)或Y步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路上的光電耦合器的輸出端，或高頻電源輸出端，或高頻電源內(nèi)繼電器的一個(gè)剩余觸點(diǎn)。
下面敘述本自動(dòng)保護(hù)器的基本工作過程，見
圖1和圖5。
當(dāng)電路投入工作時(shí)，“指示電路”中LED亮。一旦被監(jiān)控的線切割機(jī)在加工過程中發(fā)生切割線斷或冷卻液位超過限定的高度，其相應(yīng)的“切割線與液位檢測(cè)電路”便輸出信號(hào)，推動(dòng)執(zhí)行電路動(dòng)作，切斷線切割機(jī)的總電源，并對(duì)運(yùn)絲電機(jī)進(jìn)行電磁制動(dòng)，同時(shí)由報(bào)警電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以提醒操作人員及時(shí)排除故障。當(dāng)線切割機(jī)加工工序結(jié)束時(shí)，相應(yīng)的“加工結(jié)束檢測(cè)電路”同樣也能輸出控制信號(hào)，推動(dòng)執(zhí)行電路動(dòng)作，隨即切斷線切割機(jī)的總電源及對(duì)運(yùn)絲電機(jī)進(jìn)行制動(dòng)。當(dāng)突然停電時(shí)，電路對(duì)運(yùn)絲電機(jī)的制動(dòng)仍然有效。
下面將詳細(xì)敘述本自動(dòng)保護(hù)器的具體電路原理。
一、主要元器件的工作特性及主要電路的組成情況(一)IC2是一種新型的負(fù)載傳感器，它的基本特性是當(dāng)1、2腳構(gòu)成回路(回路電阻≤50KΩ)時(shí)，其第4腳輸出高電平，而當(dāng)1、2腳開路(或回路電阻＞50KΩ)時(shí)，則第4腳呈低電平，在電路中，它用于檢測(cè)切割線的通斷狀態(tài)。(二)IC3是一只四2輸入端“與非”門電路，它與各外圍元件分別構(gòu)成液位與加工結(jié)束檢測(cè)電路，同時(shí)還對(duì)IC2的輸出信號(hào)進(jìn)行邏輯傳輸。(三)電路選用能直接工作于9－12伏供電狀態(tài)的音樂芯片IC1組成報(bào)警單元，其觸發(fā)端由J的一組常開觸點(diǎn)J－2控制。(四)由于機(jī)床中不便加裝機(jī)械制動(dòng)裝置，而且要求突然停電時(shí)對(duì)運(yùn)絲電機(jī)(YD)也須有效地制動(dòng)，所以電路采用電容儲(chǔ)能式電磁制動(dòng)方案，并利用原機(jī)起動(dòng)交流接觸器的兩組常閉觸點(diǎn)CJ－5、CJ－6控制儲(chǔ)能電容C5的充放電轉(zhuǎn)換。當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)后，CJ－5、CJ－6均開路，此時(shí)C5被充電，而當(dāng)CJ釋放停機(jī)時(shí)，CJ－5、CJ－6隨之閉合，C5對(duì)運(yùn)絲電機(jī)(YD)繞組放電，施行電磁制動(dòng)。
二、具體電路工作原理(一).“切割線與液位檢測(cè)電路”工作原理。
檢測(cè)電路工作后，如果切割線完好，而且冷卻液沒有溢出(液位較低時(shí))，IC2第4腳呈高電平，IC3a的兩個(gè)“與”輸入端同為高電平，此時(shí)它輸出低電平；當(dāng)切割線斷或冷卻液位過高時(shí)，IC3a至少有一個(gè)輸入端呈低電平，此時(shí)它輸出高電平，并經(jīng)D10、R2推動(dòng)V2導(dǎo)通，J線包工作，使其串聯(lián)于起動(dòng)回路的常閉觸點(diǎn)J－1開路，CJ釋放，使整機(jī)斷電，隨后運(yùn)絲電機(jī)被制動(dòng)，IC1同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
(二).“加工結(jié)束檢測(cè)電路”工作原理。
在由IC3b、IC3c、IC3d等元件組成的“加工結(jié)束檢測(cè)電路(5)”中，其檢測(cè)信號(hào)分別通過R5和R6取自線切割機(jī)中的X和Y兩只步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路(對(duì)某些加工結(jié)束后，能自動(dòng)關(guān)閉高頻電源的線切割機(jī)，其信號(hào)也可以取自相應(yīng)的高頻電源或高頻電源內(nèi)繼電器的一個(gè)剩余觸點(diǎn)，如圖4)。圖中IC3c是為防止機(jī)器工作前呈死機(jī)狀態(tài)而設(shè)置的。當(dāng)機(jī)器啟動(dòng)后，步進(jìn)電機(jī)(或高頻電源或高頻電源內(nèi)的繼電器)還沒有開始工作時(shí)，IC3c的輸入端為低電平，其輸出端的高電平一路直接加到IC3d的輸入端，使IC3d的輸出端呈低電平，另一路經(jīng)D12至IC3b的輸入端，并對(duì)C4充電，此時(shí)IC3b輸出為低電平。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)(或高頻電源或高頻電源內(nèi)繼電器)開始工作，并經(jīng)R5或R6向電路輸入第一個(gè)正脈沖時(shí)，該脈沖一路經(jīng)D8加到IC3c的輸入端，使其輸出端向低電平跳變，此時(shí)IC3d的輸入端便被拉為低電平，它輸出的高電平又通過D13加到IC3c的輸入端，使得IC3c的輸出端恒定為低電平，此后IC3c對(duì)IC3b便失去控制作用，IC3b輸入端所需的高電平信號(hào)由驅(qū)動(dòng)脈沖經(jīng)D7提供，盡管在運(yùn)絲電機(jī)換向時(shí)，步進(jìn)電機(jī)及高頻電源均有短時(shí)間處于關(guān)閉狀態(tài)，但由于C4有足夠的容量，可在一定的時(shí)間內(nèi)使IC3b的輸入端維持于高電平狀態(tài)。當(dāng)線切割機(jī)加工結(jié)束，X、Y步進(jìn)電機(jī)(或高頻電源或高頻電源內(nèi)繼電器)則停止工作，輸入信號(hào)隨之消失，經(jīng)過一段時(shí)間的延時(shí)后，當(dāng)C4上的電壓下降到低于IC3b的轉(zhuǎn)折電平時(shí)，IC3b的輸出端就向高電平跳變，并推動(dòng)V2導(dǎo)通，使整機(jī)斷電，同時(shí)YD電機(jī)被制動(dòng)并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。為了保證自動(dòng)停電后，報(bào)警電路仍能工作10秒鐘，報(bào)警電路設(shè)有經(jīng)D5隔離的儲(chǔ)能電容C2，加工結(jié)束后，是否要同時(shí)關(guān)閉控制臺(tái)電源，用戶可利用K1進(jìn)行選擇。
整個(gè)電路只要安裝無誤，不需調(diào)試便能正常工作。如果需要改變，加工程序結(jié)束后的關(guān)機(jī)延時(shí)時(shí)間，可改變C4或R3的參數(shù)。圖中的C5若無大容量電容，也可用多只小容量電容并聯(lián)使用。為了使用戶能根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)冷卻液限位高度，該液位探針的實(shí)施方案采用螺絲調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器，設(shè)有電源電路(1)、報(bào)警電路(2)、切割線與液位檢測(cè)電路(3)、執(zhí)行電路(4)、加工結(jié)束檢測(cè)電路(5)、指示電路(6)，本實(shí)用新型的特征是a.所說的切割線與液位檢測(cè)電路(3)的組成為一只負(fù)載傳感器IC2，其第1腳(①)與切割線金屬上導(dǎo)輪相連，第2腳(②)與切割線金屬下導(dǎo)輪相連并通過電容C6與電源電路(1)的輸出電源負(fù)極(b)相連，第3腳(③)與電源電路(1)的輸出電源正極(a)相連，第5腳與電源負(fù)極(b)相連，第4腳與一四2輸入端“與非”門集成塊IC3中的IC3a的第1腳(⑥)相連，IC3a的第2腳(⑦)通過電阻R1與電源正極(a)相連，并直接連接一探針(14)，在電源負(fù)極(b)上連有另一根探針(15)，探針的頂端在冷卻液位的最高限位置上，IC3a的第3腳(⑧)與執(zhí)行電路(4)中的二極管D10正極相連；b.所說的加工結(jié)束檢測(cè)電路(5)的組成為四2輸入端“與非”門集成塊IC3中的IC3b的第4腳( )與執(zhí)行電路(4)中的二極管D11正極相連，IC3b的第5、6腳(⑨、⑩)與一二極管D12的負(fù)極相連并與一端接在電源負(fù)極(b)上的電阻R3的另一端及負(fù)極接在電源負(fù)極(b)上的電容C4的正極相連，IC3中的IC3c的第8、9腳( )與一二極管D13的負(fù)極相連，并與一端接在電源負(fù)極上的電阻R4的另一端及正極接在電源負(fù)極上的穩(wěn)壓管D14的負(fù)極相連，IC3c的第10腳( )與IC3中的IC3d的第12、13腳( )相連，并連在D12的正極上，IC3d的第11腳( )連在D13的正極上，IC3c的第14腳( )與電源正極(a)相連，IC3d的第7腳( )與電源負(fù)極(b)相連，另外，有二只二極管D7、D8的負(fù)極分別接在IC3b的第5、6腳上和IC3c的第8、9腳上，二極管D7、D8的正極相連后各通過一只電阻R5、R6與加工結(jié)束信號(hào)取樣接口(X’，Y’)相連；C.所說的執(zhí)行電路(4)的組成為一三極管V2的基極通過一電阻R2與二極管D10、D11的負(fù)極相連，V2的發(fā)射極連在電源負(fù)極(b)上，V2的集電極通過繼電器線包J與電源正極(a)連接，有一二極管D9與線包J并聯(lián)相接，D9的負(fù)極接在電源正極上，而J繼電器的一個(gè)常閉觸點(diǎn)J-1與起動(dòng)交流接觸器線包CJ相串聯(lián)以控制總電源，一個(gè)常開觸點(diǎn)J-2接在報(bào)警電路中的觸發(fā)位置上。
2.如權(quán)利要求1所述的線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器，其特征是加工結(jié)束檢測(cè)電路(5)中的加工結(jié)束信號(hào)取樣接口(X’，Y’)分別接在二只光電耦合器(IC0)的輸出端上，該二只光電耦合器的輸入端分別在X和Y步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路(17)上。
3.如權(quán)利要求1所述的線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器，其特征是加工結(jié)束檢測(cè)電路(5)中的加工結(jié)束信號(hào)取樣接口(X’，Y’)通過一電阻R0和電容C0的串聯(lián)電路接在機(jī)床的高頻電源(10)輸出電路上。
4.如權(quán)利要求1所述的線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器，其特征是加工結(jié)束檢測(cè)電路(5)中的加工結(jié)束信號(hào)取樣接口(X’，Y’)通過高頻電源(10)中關(guān)閉功放電路(12)的繼電器的剩余觸點(diǎn)J0與電源正極(a)相連。
5.如權(quán)利要求1或2所述的線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器，其特征是該保護(hù)器還設(shè)有運(yùn)絲電機(jī)制動(dòng)電路，其組成為運(yùn)絲電機(jī)的A’相與一儲(chǔ)能電容C5的負(fù)極相連，B’相通過一電阻R7與一二極管D6的正極相連，B’相還通過一熔斷絲BX3與起動(dòng)交流接觸器CJ的一常閉觸點(diǎn)CJ－6的一端相連，C’相也通過一熔斷絲BX2與CJ的一常閉觸點(diǎn)CJ－5的一端相連，C5的正極、D6的負(fù)極以及CJ－5、CJ－6的另一端互相連接。
6.如權(quán)利要求1或3所述的線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器，其特征是該保護(hù)器還設(shè)有運(yùn)絲電機(jī)制動(dòng)電路，其組成為運(yùn)絲電機(jī)的A’相與一儲(chǔ)能電容C5的負(fù)極相連，B’相通過一電阻R7與一二極管D6的正極相連，B’相還通過一熔斷絲BX3與起動(dòng)交流接觸器CJ的一常閉觸點(diǎn)CJ－6的一端相連，C’相也通過一熔斷絲BX2與CJ的一常閉觸點(diǎn)CJ－5的一端相連，C5的正極、D6的負(fù)極以及CJ－5、CJ－6的另一端互相連接。
7.如權(quán)利要求1或4所述的線切割機(jī)自動(dòng)保護(hù)器，其特征是該保護(hù)器還設(shè)有運(yùn)絲電機(jī)制動(dòng)電路，其組成為運(yùn)絲電機(jī)的A’相與一儲(chǔ)能電容C5的負(fù)極相連，B’相通過一電阻R7與一二極管D6的正極相連，B’相還通過一熔斷絲BX3與起動(dòng)交流接觸器CJ的一常閉觸點(diǎn)CJ－6的一端相連，C’相也通過一熔斷絲BX2與CJ的一常閉觸點(diǎn)CJ－5的一端相連，C5的正極、D6的負(fù)極以及CJ－5、CJ－6的另一端互相連接。
專利摘要本實(shí)用新型是一種用于數(shù)控線切割機(jī)的自動(dòng)保護(hù)器。它具有遇加工結(jié)束、切割線斷和冷卻液溢出，能自動(dòng)切斷總電源，報(bào)警及對(duì)貯絲筒電機(jī)進(jìn)行急剎制動(dòng)。遇突然停電時(shí)，對(duì)貯絲筒電機(jī)同樣有急剎制動(dòng)功能。整個(gè)保護(hù)器主要由集成電路元件控制。它的特點(diǎn)是電路設(shè)計(jì)新穎、可靠，不必變更機(jī)器原電氣線路，能適用于國內(nèi)各種型號(hào)的線切割機(jī)。
文檔編號(hào)B23H7/14GK2108599SQ91218399
公開日1992年7月1日 申請(qǐng)日期1991年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月15日
發(fā)明者王國君, 陳祖補(bǔ) 申請(qǐng)人:王國君, 陳祖補(bǔ)