三種多線切割機的布線裝置研究

大連連城數控機器股份有限公司 ■ 劉淑華

一 引言

多線切割機是用多條鋼線同時快速移動進行切割的機器，主要適應硬脆材料的切割，如硅晶，藍寶石等。

在多線切割機器中都設置線管理區，承擔線輥上鋼線有序纏繞和放出，并調節切割線上張力的形成等。在機器中，放線輥上的鋼線為多層纏繞，收線輥上的鋼線也為多層回收。在切割中鋼線的線速度必須恒定，才能保證切割正常進行。為此，機器的布線機構需有序布線，同時，機器的控制系統需時刻監控兩線輥的驅動電機及布線電機的轉速，并進行計算；調節使線速度達到新的統一。

布線機構，簡單說，就是布線輪拖著鋼線，按規定的節距在線輥上布線或放線的裝置。布線過程是多線切割機的重要環節，布線機構是否完善，直接影響鋼線的平穩運行和斷線頻率，影響機器的切割效果。

二 多線切割機器收放線的布線裝置

1 QFA1250型多線切方機的布線機構

QFA1250型多線切方機的布線裝置如圖1所示。線管理區由隔板分為前后兩面，前面與切割區相通，鋼線運行中能帶入大量切割用研磨漿液，金屬類零件都會被腐蝕，所以，布線機構的前面只裝布線輪及帶動布線輪移動的拉桿，當拉桿伸出時，有彈性皮腔保護。

圖1 QFA1250型切方機線管理區布線裝置

布線的傳動裝置裝在隔板后箱體中，箱體固定在隔板上，使重量卸荷在隔板上。傳動的過程為：伺服電機(N=0.82kW)驅動滾珠絲杠旋轉，轉換為螺母的軸向移動，并帶動布線桿沿軸向移動，此時布線桿端部的布線輪實現了在線輥上布線或放線。布線桿由兩直線軸承支承，軸承跨距合理，使拉桿剛性最佳(拉桿直徑35mm)，具有很高的硬度、強度和剛性。當布線輪走到最前端時，懸臂最大，若剛性不足，極易使鋼絲抖動，嚴重時能斷線，影響切割質量和進度。在布線箱體中，還裝有平衡軸，與布線桿平行，使布線桿移動平穩，防止切割線跳動。收線輥的布線節距一般為1.5mm，放線輥的節距由生產廠家定(放線輥，本機外購標準型)，兩線輥的驅動伺服電機N=17.5kW，布線桿的驅動伺服電機N=0.82kW。機器的PLC控制器對兩組驅動電機的轉速時刻監控并進行計算、調節，使切割線保持恒定的線速度。

對比同類機器，一種進口切方機，其布線有類似的結構，但布線桿的直徑較細，布線桿的支撐軸承并在一起，跨距太小、剛性差，布線桿伸出時容易抖動，斷線的幾率也大，影響切割效率。

2 QP20100型多線切片機的布線裝置

QP20100型多線切片機的布線裝置如圖2所示。線管理區由兩互相垂直隔板分開，垂直隔板里面與切割區相通會有大量研磨砂漿進入，此處只安置布線輪等不怕腐蝕的元件，外面則布置了驅動電機、軸承、導軌等金屬件。布線裝置與繞線輥分別裝在前隔板及側隔板上。

動作原理是：布線伺服電機(固定在隔板上)驅動滾珠絲杠轉動，轉化為螺母在直線導軌上移動，通過支架板帶動布線輪沿線輥軸向移動進行布線。由于是在兩互相垂直的隔板上布置，當布線輪布線時，沒有布線桿的懸臂伸出。因此，布線過程平穩，順暢。為了使布線輪運行穩定，加入一個多片平衡輪，在裝配中進行調節。同時，由于布線過程中，切割鋼線要與線輥始終保持相切狀態，由于線輥直徑不斷在變化，布線輪要隨鋼線方向擺動，所以，在布線輪的上端增加了擺動支點。此外，為了保證規定的布線節距，設置兩個導線柱，鋼線置于中間位置，當布線節距變化時，鋼線碰到導線柱，導線柱上的傳感器將通知機器控制器，經過計算并再次調節布線速度。

圖2 QP20100型切片機線管理區布線裝置

3 QDB2320型多線切斷機的布線機構

QDB2320型多線切斷機的布線機構如圖3所示，這是用金剛石線切割的多線切割機器，其特點是被切斷的零件數量少，所以線輥上繞線層數少，若繞線層數太多則會使鋼線上的金剛石微粉易脫落。

圖3 QDB2320型切斷機布線簡圖

結構特征：收放線輥可互換，線輥不是外購，可自行在專機上繞線，由于線輥上繞線層數少，而且線輥的材料采用高強度的鋁合金，線輥的重量較輕。所以，本機的布線機構選擇了線輥沿自身軸向移動，布線輪固定。

運動順序：布線電機(N=0.82kW)驅動滾珠絲杠轉動，轉化成螺母移動，帶動連接板和繞線輥同步移動，并在電機的驅動下線輥轉動。此時，帶有鋼線的布線輪(固定安裝在隔板上)則實現了在線輥上布線或放線。

這種結構的優點是：由于布線輪固定不移動，所有過輪都可在同一平面布置，使機器線輪布置簡單，鋼線走向順暢。

三 結束語

通過介紹多線切方機、多線切片機和多線切斷機三種切割機的布線結構，可根據各機器的切割特點，選擇步線方式，可最大程度地提高機器的切割效果。