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(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的設(shè)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(shè)計相關(guān)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(guān)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(fù)的正反運轉(zhuǎn)，將磨料帶入到加工區(qū)域，從而實現(xiàn)切割，在這高速反復(fù)正反運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)放線的時間總大于反轉(zhuǎn)收線時間。放線筒正轉(zhuǎn)放線時，切割線將按原先繞制的規(guī)律來回放線，放線筒反轉(zhuǎn)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(dāng)再次由反轉(zhuǎn)變回正轉(zhuǎn)時，放線筒又將處于放線狀態(tài)，此時放線筒將反轉(zhuǎn)回收的線放完后再放到新線時，切割線位置會出現(xiàn)跳變，這將會造成切割線的張力極不穩(wěn)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(tài)分析

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

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(jù)檢測輪的檢測信號控制驅(qū)動機構(gòu)運行速度并調(diào)整安裝支架位置的控制器。兩個檢測輪并排設(shè)置在安裝支架上并分別位于切割線兩側(cè)，每個檢測輪上均設(shè)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(fù)移動，當(dāng)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(cè)的檢測輪上，當(dāng)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(cè)的檢測輪上，控制器根據(jù)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(dǎo)向機構(gòu)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(diào)整安裝支架的移動速度以對排線位置進行調(diào)整。

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

3.1.排線距δ設(shè)定

對于新的放線筒，廠家有自己繞制的線距，根據(jù)此線距計算出放線筒每轉(zhuǎn)一圈，排線伺服電機需要轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，即設(shè)定排線伺服電機的轉(zhuǎn)速。

3.2.排線方向設(shè)定

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

3.2.2.當(dāng)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(cè)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(cè)檢測傳感器將會檢測到壓力信號傳遞給控制器。

3.2.3.當(dāng)放線筒繞制的方向與排線桿運行方向不一致時，此時右側(cè)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(dāng)前方向反向。

3.3.感應(yīng)系數(shù)差k左-k右

3.3.1.當(dāng)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(cè)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(dāng)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(cè)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(jié)

設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，控制方式簡潔，切割線位置檢測準(zhǔn)確、跟蹤靈活，避免了爬線現(xiàn)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(zhì)。