多線切割機放線自動排線的研究

徐君

摘要：分析了多線切割機放線排線的重要性，說明了工作原理，給出了其機械結構和控制系統的設計框圖。重點研究了切割線位置檢測傳感器的檢測方式，并針對此方案設計相關的控制過程。通過試驗論證采用壓力傳感器式方案控制波動范圍小、精確度高。

關鍵詞：多線切割機；放線自動排線；檢測傳感器

引言

目前，一種用于硬脆性材料高精度薄片切割的多線切割機其切割原理是切割線高速反復的正反運轉，將磨料帶入到加工區域，從而實現切割，在這高速反復正反運轉中，由于切割磨損，使用排線裝置逐步的將切割線收至收線筒。也就是在這個過程中，由于切割線的磨損，放線筒正轉放線的時間總大于反轉收線時間。放線筒正轉放線時，切割線將按原先繞制的規律來回放線，放線筒反轉收線時，由于不帶有排線裝置，回收的線將疊在一處或呈紡錘形排布，當再次由反轉變回正轉時，放線筒又將處于放線狀態，此時放線筒將反轉回收的線放完后再放到新線時，切割線位置會出現跳變，這將會造成切割線的張力極不穩定。本文給出了一種放線自動排線的裝置和控制方案。

1.放線排線狀態分析

多線切割機在放線過程中，由于新線筒繞線時的不穩定性，特別是在線筒兩側線距的跳躍，導致在放線過程中會出現如圖1所示的三種狀態。狀態1為正常排線時，狀態2為排線機在鋼線右側，狀態3為排線機在鋼線左側。

排線裝置包括能檢測切割線位置的兩個檢測輪，以及能根據檢測輪的檢測信號控制驅動機構運行速度并調整安裝支架位置的控制器。兩個檢測輪并排設置在安裝支架上并分別位于切割線兩側，每個檢測輪上均設置有一與控制器相連接的壓力傳感器。安裝支架能相對于機架沿著收放線筒的軸線方向往復移動，當安裝支架移動速度過快時，切割線將壓在與安裝支架移動方向相反一側的檢測輪上，當安裝支架移動速度過慢時，切割線將壓在與安裝支架移動方向相同一側的檢測輪上，控制器根據連接在檢測輪上的壓力傳感器檢測切割線是否接觸至檢測輪上，從而判定由排線導向機構引出的切割線在收放線筒上排線是否到位，若不到位，則通過調整安裝支架的移動速度以對排線位置進行調整。

當切割線碰到到輪體時，輪體能相對輪軸進行轉動，以減少受力，避免檢測輪與切割線接觸過程中產生的損傷，延長使用壽命。

3.1.排線距δ設定

對于新的放線筒，廠家有自己繞制的線距，根據此線距計算出放線筒每轉一圈，排線伺服電機需要轉過的圈數，即設定排線伺服電機的轉速。

3.2.排線方向設定

3.2.1.由于對放線筒繞制的方向不確定，首次正轉放線時先自定義鋼線排線方向，例如向左側運行，此時控制器按設定的排線距控制排線伺服電機，通過排線傳動機構將排線桿按設定的速度往左側運行。

3.2.2.當放線筒繞制的方向與排線桿運行方向一致時，如果此時排線桿運行的速度和原先繞制的速度相同，左右側檢測傳感器都將檢測不到信號；如果速度不一致，切割線將會壓到左或右檢測輪，此時左或右側檢測傳感器將會檢測到壓力信號傳遞給控制器。

3.2.3.當放線筒繞制的方向與排線桿運行方向不一致時，此時右側檢測傳感器檢測到的信號較方向一致時檢測到的值偏大，控制器判斷方向不一致，從而排線伺服電機改變方向。

3.2.4.排線桿運行到線筒前后限位末端，改變方向，與當前方向反向。

3.3.感應系數差k左-k右

3.3.1.當排線方向從左到右時，此時檢測回的信號k左-k右大于零，即左側檢測傳感器檢測到信號時，表示排線桿運行快了，要減慢排線伺服電機。

3.3.2.當排線方向從右到左時，此時檢測回的信號k左-k右小于零，即右側檢測傳感器檢測到信號時，表示排線桿運行慢了，要加快排線伺服電機。

4.總結

設計結構簡單，控制方式簡潔，切割線位置檢測準確、跟蹤靈活，避免了爬線現象，解決了疊線問題，保證了排線的均勻性，減少了張力的波動，降低了斷線的可能性，從而提高了多線切割機切割的品質。