本實(shí)用新型屬于振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)張力控制機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在單線往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)床切割硬脆材料時(shí)，線鋸由于剛度較低，在加工過程中極易產(chǎn)生變形及振動(dòng)，振動(dòng)幅度和頻率直接決定了加工的質(zhì)量。在實(shí)際鋸切過程中不可避免地存在線鋸的橫向振動(dòng)，造成鋸縫側(cè)面工件材料的二次去除，在鋸縫表面形成新的裂紋，擴(kuò)展原有的裂紋，使工件材料以脆性材料去除方式從鋸縫側(cè)面去除，最終鋸縫略大于線鋸線徑。但是隨著工件直徑越來越大和切片厚度越來越小，使得對(duì)線鋸振動(dòng)控制的要求越來越高。通常情況下，線鋸振動(dòng)越嚴(yán)重，加工表面的質(zhì)量越差，尺寸誤差也越大。主要表現(xiàn)為切割出來的單晶片翹曲度較大、平行度較差、總厚度誤差和中心厚度誤差較大?？梢酝ㄟ^控制張力來控制加工過程中線鋸的振動(dòng)。張力控制不好將產(chǎn)生線痕片、崩邊、甚至斷線，從而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，并且在切割過程的不同階段所要求的線鋸張力也不相同。

往復(fù)式電鍍金剛石線鋸在加工過程中受到的作用力情況復(fù)雜多變，振動(dòng)情況十分復(fù)雜。線鋸的振動(dòng)既有接近線鋸固有頻率的高頻振動(dòng)，也有相對(duì)低頻率的振動(dòng)；不僅有垂直于運(yùn)絲方向的橫向振動(dòng)，還有沿運(yùn)絲方向的縱向振動(dòng)。并且橫向振動(dòng)對(duì)線切割機(jī)床的加工質(zhì)量的影響更為顯著。線鋸張力的變化是造成線鋸振動(dòng)的不可忽視的重要因素。線鋸張力恒定，避免線鋸的時(shí)緊時(shí)松，能明顯改善運(yùn)絲系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，需要設(shè)計(jì)一種張力控制系統(tǒng)來維持線鋸張力的穩(wěn)定，從而改善線鋸在切割過程中的振動(dòng)情況，獲得良好的加工質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)張力控制機(jī)構(gòu)，用于使線鋸張力在切割過程中維持穩(wěn)定。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)張力控制機(jī)構(gòu)，包括水平設(shè)置的底板，底板的一端設(shè)有電機(jī)，電機(jī)的主軸上套接有齒輪a，齒輪a與齒輪b嚙合，齒輪b與齒輪a的軸線平行且位于齒輪a的正下方，滾珠絲杠的一端套接在齒輪b中并通過軸承座b支撐，軸承座b固定在底板上并靠近齒輪b設(shè)置，滾珠絲杠的另一端通過軸承座a支撐，軸承座a的上方設(shè)有導(dǎo)線輪支架，導(dǎo)線輪支架上設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)線輪，軸承座a位于底板的另一端，滾珠絲杠與底板平行設(shè)置，滾珠絲杠上設(shè)有絲杠螺母座，絲杠螺母座上方設(shè)有移動(dòng)基座，移動(dòng)基座上設(shè)有傳感器和張力調(diào)節(jié)輪，傳感器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器均與控制器連接，控制器還連接有上位機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)連接。

本實(shí)用新型的特點(diǎn)還在于，

其中張力調(diào)節(jié)輪與兩個(gè)導(dǎo)線輪位于同一水平面上且成三角形方位設(shè)置，兩個(gè)導(dǎo)線輪的中心軸線與張力調(diào)節(jié)輪的中心軸線均與底板垂直。

其中移動(dòng)基座包括水平設(shè)置的滑板，滑板的兩端分別設(shè)有支座a和支座b，支座a和支座b之間設(shè)有兩條相互平行的光桿，浮動(dòng)塊的兩端分別設(shè)置在兩條光桿上，張力調(diào)節(jié)輪設(shè)置在浮動(dòng)塊的上端，傳感器位于支座a和浮動(dòng)塊之間。

其中傳感器的型號(hào)為ZNLBM—±5KG。

其中電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。

其中軸承座a與軸承座b之間還設(shè)有兩條相互平行的圓柱形導(dǎo)軌，兩條導(dǎo)軌均與滾珠絲杠平行，且滾珠絲杠位于兩條導(dǎo)軌之間。

其中導(dǎo)線輪支架的兩端分別開設(shè)有調(diào)節(jié)槽，兩個(gè)導(dǎo)線輪的中心處分別套接有螺栓a，兩個(gè)螺栓a相應(yīng)穿過兩個(gè)調(diào)節(jié)槽并通過螺母固定。

其中控制器中采用的芯片型號(hào)為TMS320F28335DSP。

本實(shí)用新型的有益效果是，本裝置能夠在線鋸加工過程中，實(shí)時(shí)控制線鋸的張力保持在預(yù)設(shè)值，避免線鋸張力過大發(fā)生拉斷，并且能夠降低線鋸的振動(dòng)，提高加工質(zhì)量。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)張力控制機(jī)構(gòu)的主視圖；

圖2是本實(shí)用新型一種往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)張力控制機(jī)構(gòu)的俯視圖；

圖3是本實(shí)用新型一種往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)張力控制機(jī)構(gòu)中導(dǎo)線輪支架的俯視圖。

圖中，1.軸承座a，2.導(dǎo)線輪支架，3.支座a，4.傳感器，5.浮動(dòng)塊，6.支座b，7.軸承座b，8.齒輪a，9.齒輪b，10.底板，11.絲杠螺母座，12.線鋸，13.導(dǎo)線輪，14.滑板，15.張力調(diào)節(jié)輪，16.導(dǎo)軌，17.電機(jī)，18.滾珠絲杠，19.光桿，20.螺栓a，21.螺栓b，22.調(diào)節(jié)槽，23.控制器，24.上位機(jī)，25.電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實(shí)用新型一種往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)張力控制機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，包括水平設(shè)置的底板10，底板10的一端設(shè)有電機(jī)17，電機(jī)17的主軸上套接有齒輪a8，齒輪a8與齒輪b9嚙合，齒輪b9(軸線)與齒輪a8的軸線平行且位于齒輪a8的正下方，滾珠絲杠18的一端套接在齒輪b9中并通過軸承座b7支撐(滾珠絲杠18的一端通過齒輪b9支撐)，軸承座b7固定在底板10上并靠近齒輪b9設(shè)置，滾珠絲杠18的另一端通過軸承座a1支撐，軸承座a1的上方設(shè)有導(dǎo)線輪支架2，導(dǎo)線輪支架2上設(shè)有兩個(gè)導(dǎo)線輪13，軸承座a1位于底板10的另一端，滾珠絲杠18與底板10平行設(shè)置，滾珠絲杠18上設(shè)有絲杠螺母座11(絲杠螺母座11中設(shè)有與滾珠絲杠18配合的絲杠螺母)，絲杠螺母座11上方設(shè)有移動(dòng)基座，移動(dòng)基座上設(shè)有傳感器4和張力調(diào)節(jié)輪15，傳感器4和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器25均與控制器23連接，控制器23還連接有上位機(jī)24，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器25與電機(jī)17連接。

控制器23采用TI(德州儀器)公司的TMS320F28335DSP芯片，該芯片處理速度高，外部接口多，能夠更好地實(shí)現(xiàn)張力控制器所需要的功能。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)器25的型號(hào)為DM542。

其中張力調(diào)節(jié)輪15與兩個(gè)導(dǎo)線輪13位于同一水平面上且成三角形方位設(shè)置，兩個(gè)導(dǎo)線輪13的中心軸線與張力調(diào)節(jié)輪15的中心軸線均與底板10垂直。

其中移動(dòng)基座包括水平設(shè)置的滑板14，滑板14的兩端分別設(shè)有支座a3和支座b6，支座a3和支座b6之間設(shè)有兩條相互平行的光桿19，浮動(dòng)塊5的兩端分別設(shè)置在兩條光桿19上，張力調(diào)節(jié)輪15設(shè)置在浮動(dòng)塊5的上端，傳感器4的一端連接在支座a3的一側(cè)，傳感器4的另一端連接在浮動(dòng)塊5的一側(cè)(傳感器4內(nèi)部的傳感器撥片靠近浮動(dòng)塊5設(shè)置)。浮動(dòng)塊5可沿光桿19運(yùn)動(dòng)。

其中傳感器4的型號(hào)為ZNLBM—±5KG。

其中電機(jī)17為步進(jìn)電機(jī)。

其中軸承座a1與軸承座b7之間還設(shè)有兩條相互平行的圓柱形導(dǎo)軌16，兩條導(dǎo)軌16均與滾珠絲杠18平行，且滾珠絲杠18位于兩條導(dǎo)軌16之間。

其中導(dǎo)線輪支架2的兩端分別開設(shè)有調(diào)節(jié)槽22(參見圖3)，兩個(gè)導(dǎo)線輪13的中心處分別套接有螺栓a20，兩個(gè)螺栓a20相應(yīng)穿過兩個(gè)調(diào)節(jié)槽22并通過螺母固定，兩個(gè)導(dǎo)線輪13可分別沿著兩個(gè)導(dǎo)向槽22移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)兩個(gè)導(dǎo)向輪13之間的相對(duì)距離。兩個(gè)導(dǎo)線輪13可繞螺栓a20轉(zhuǎn)動(dòng)，張力調(diào)節(jié)輪15可繞螺栓b21轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)用新型一種往復(fù)式金剛石線鋸切割機(jī)張力控制機(jī)構(gòu)的工作原理為：線鋸12依次從一個(gè)導(dǎo)線輪13、張力調(diào)節(jié)輪15及另一個(gè)導(dǎo)線輪13中繞過，在線鋸切割過程中，移動(dòng)基座初始位置位于滾珠絲杠18的中間，通過PC機(jī)24輸入線鋸12初始所受張力的預(yù)設(shè)值，即線鋸12在初始時(shí)受到預(yù)緊力，傳感器4在初始時(shí)能感應(yīng)到由初始的預(yù)緊力產(chǎn)生的壓力，線鋸12在切割過程中，線鋸12張緊或放松時(shí)，張力調(diào)節(jié)輪15會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的位移，浮動(dòng)塊5會(huì)隨著張力調(diào)節(jié)輪15一起運(yùn)動(dòng)，由于張力調(diào)節(jié)輪15與傳感器4連接，因此浮動(dòng)塊5運(yùn)動(dòng)會(huì)改變傳感器4所受到的壓力，傳感器4在浮動(dòng)塊5運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的壓力會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)送給控制器23，控制器23根據(jù)此時(shí)產(chǎn)生的壓力計(jì)算出此時(shí)線鋸12產(chǎn)生的張力，如果此時(shí)線鋸12的張力大于其預(yù)設(shè)值，控制器23將會(huì)將此信號(hào)發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器25，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器25驅(qū)動(dòng)電機(jī)17正轉(zhuǎn)，電機(jī)17將會(huì)輸出一定的角位移使絲杠螺母座11帶動(dòng)張力調(diào)節(jié)輪15向左(靠近傳感器4所在方位)移動(dòng)，減小線鋸12的張緊程度從而減小線鋸12的張力；如果線鋸12張力小于其預(yù)設(shè)值，控制器23將此信號(hào)發(fā)送給電機(jī)驅(qū)動(dòng)器25，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器25驅(qū)動(dòng)電機(jī)17反轉(zhuǎn)，電機(jī)17將會(huì)輸出一定的角位移使絲杠螺母座11帶動(dòng)張力調(diào)節(jié)輪15向右(遠(yuǎn)離傳感器4所在方位)移動(dòng)，增大線鋸12的張緊程度從而使線鋸12張力增大直到達(dá)到預(yù)設(shè)值或者在預(yù)設(shè)值允許的誤差范圍內(nèi)為止；在線鋸12切割過程中，線鋸12的張力調(diào)節(jié)過程根據(jù)線鋸12的張緊或放松情況重復(fù)進(jìn)行，直至整個(gè)切割過程結(jié)束為止，整個(gè)裝置停止動(dòng)作。