Устройство к электроэрозионному проволочно-вырезному станку для автоматической заправки электрода-проволоки

Полезная модель относится к станкостроению, в частности к оборудованию для электроэрозионной проволочной вырезки, и может быть использована на автоматических электроэрозионных проволочно-вырезных станках для автоматической заправки электрода-проволоки при ее обрыве в зоне вырезки.
Известно устройство к электроэрозионному станку для заправки электрода-проволоки, содержащее устройство для натяжения электрода-проволоки, устройство автоматической заправки электрода-проволоки, механизм автоматической заправки электрода-проволоки, узел контроля скорости перемотки, а также направляющие для электрода-проволоки.
Для заправки электрода-проволоки заготовку устанавливают таким образом, чтобы выполненное в ней заходное отверстие расположилось соосно направляющим электрода-проволоки. Предварительно образованный обрывом или отрезкой конец электрода-проволоки при этом оказывается перед заходным отверстием. Концу электрода-проволоки сообщается вибрация и он продвигается через заходное отверстие к другой направляющей приводным средством. После заправки электрода-проволоки устанавливается ее постоянное натяжение и включается перемотка электрода-проволоки между подающим и приемным устройствами (см. патент US №4417118, МКИ B23H 7/10, 1983 г.).
Недостатком данного устройства является необходимость предварительной прошивки заходных отверстий для заправки проволоки, что ведет к увеличению трудоемкости изготовления детали. Также для автоматической заправки электрода-проволоки необходим специальный вибратор для сообщения вибраций концу электрода-проволоки при заправке. Это ведет к усложнению конструкции устройства.
Известно устройство для автоматической заправки электрода-проволоки проволочно-вырезного электроэрозионного станка, содержащее подающую и приемную катушки для электрода-проволоки, устройство для натяжения электрода-проволоки, устройство, задающее скорость перемотки, а также верхнюю и нижнюю направляющие для электрода-проволоки. Механизм автоматической заправки электрода-проволоки состоит из двух штырей, закрепленных в одном корпусе с верхней направляющей, ловителя-захвата, выполненного в виде крючка, имеющего возможность возвратно-поступательного вертикального перемещения посредством привода и вращения посредством привода вокруг своей оси. Рядом со штырями размещается устройство для отрезки электрода-проволоки.
Для заправки электрода-проволоки перемещают установленную на столе станка заготовку в положение, при котором ловитель-захват размещается над выполненным в заготовке заходным отверстием.
Ловитель опускают через заходное отверстие, пока его крючок не минует нижнюю ветвь электрода-проволоки. Затем ловитель перемещают вверх, при этом крючок ловителя захватывает и вытягивает вверх обе ветви электрода-проволоки, которые при этом перегибаются на штырях, после чего ловитель приводят во вращение, при этом электрод-проволока скручивается, образуя соединение. Далее проволоку, образующую кольцо, замыкающееся через обработанный контур, разрезают и перемещают ловитель вниз, при этом из-за натяжения через кромку отверстия петля проволоки снимается с крюка ловителя. Поднимают ловитель в исходное положение и перемещают заготовку координатным столом таким образом, чтобы направляющие и электрод-проволока находились на одной линии. Вращением приемной катушки место скрутки выводят из рабочей зоны. Устанавливают постоянное натяжение и скорость перемотки электрода-проволоки. Включают станок в работу (см. патент RU №2094186, МПК B23H 7/10, 1997 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что необходимость предварительной прошивки (на другом станке) заходных отверстий по всему контуру обрабатываемой детали из-за невозможности их прошивки с помощью данного устройства значительно снижает производительность обработки. Необходимость ручной заправки электрода-проволоки в заходное отверстие из-за отсутствия механизма перехвата также снижает производительность обработки. Соединение верхней и нижней ветвей электрода-проволоки скруткой не обеспечивает прочного соединения, что при натяжении электрода-проволоки может привести к его разрыву и необходимости повторной операции заправки электрода-проволоки и его соединения. В известном устройстве отсутствует механизм контроля обрыва проволоки и в случае аварийного обрыва электрода-проволоки данное устройство не обеспечивает автоматический останов станка. Вышеперечисленные недостатки ведут к снижению производительности обработки из-за необходимости в подготовительных операциях и вмешательства оператора в случае обрыва проволоки.
Техническим результатом настоящей полезной модели является разработка устройства для автоматической заправки электрода-проволоки, повышающего производительность электроэрозионной проволочно-вырезной операции за счет обеспечения контроля целостности электрода-проволоки в процессе работы станка и автоматического процесса заправки электрода-проволоки в случае его аварийного обрыва в процессе вырезки детали в зоне обработки.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройстве к электроэрозионному проволочно-вырезному станку для автоматической заправки электрода-проволоки, содержащем соосно расположенные верхнюю и нижнюю направляющие, установленные сверху и снизу относительно координатного стола станка, а также подвижный захват, установленный на каретке, смонтированной на основании станка с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и предназначенный для пропускания электрода-проволоки через направляющие при его заправке, размещенную на каретке систему роликов для пропускания через них электрода-проволоки, новым является то, что устройство оснащено механизмом контроля обрыва электрода-проволоки и установленным на основании соосно направляющим и подвижному захвату неподвижным захватом, предназначенным для фиксации электрода-проволоки при его заправке, а механизм контроля обрыва электрода-проволоки выполнен в виде рычага, на котором установлен подвижный ролик системы роликов каретки, причем рычаг установлен на каретке с возможностью поворота на оси, подпружинен относительно каретки и имеет возможность контакта с размешенным на каретке концевым выключателем, соединенным с системой управления станка.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема устройства к электроэрозионному проволочно-вырезному станку для автоматической заправки электрода-проволоки.
На графических материалах следующими позициями обозначены конструктивные элементы устройства:
1 - каретка;
2 - подающая катушка;
3 - электрод-проволока;
4 - ориентирующий ролик;
5 - приемный ролик;
6 - контролирующий ролик;
7 - ролик;
8 - натяжной ролик;
9 - подвижный ролик;
10 - подпружиненный рычаг;
11 - подвижный захват;
12 - неподвижный захват;
13 - заготовка;
14 - плита;
15 - нижняя направляющая;
16 - подающий ролик;
17 - подпружиненный ролик;
18 - рычаг;
19 - верхняя направляющая.
Устройство содержит каретку 1, установленную на направляющих основания (не показано) электроэрозионного проволочно-вырезного станка с возможностью вертикального перемещения посредством привода (например, шарико-винтовой пары - не показана).
На каретке 1 размещена подающая катушка 2 с электродом-проволокой 3, пропущенным через ориентирующий ролик 4. Ориентирующий ролик 4 ориентирует электрод-проволоку 3 для подачи ее в паз приемного ролика 5.
На каретке 1 размещена система роликов, через которые пропущен электрод-проволока 3, а именно ролики 5, 6, 7, 8, 9. Ролик 5 является приемным и предназначен для обеспечения необходимого положения в пространстве электрода-проволоки 3 перед заправкой в контролирующий ролик 6. Контролирующий ролик 6 с установленным на нем тормозом известной конструкции (не показан) вместе образуют узел контроля скорости перемотки электрода-проволоки. Ролик 7 исполняет функцию аналогично приемному ролику 5. Ролик 8 является натяжным, то есть обеспечивает натяжение электрода-проволоки 3 в процессе вырезки детали (механизм его натяжения является стандартным - не показан). Подвижный ролик 9 установлен на рычаге 10, смонтированном на каретке 1 с возможностью покачивания на оси (позицией не обозначена) и подпружинен относительно каретки (упругий элемент позицией не обозначен). Рычаг 9 имеет возможность контакта с концевым выключателем (не показан), установленным на каретке и связанным с системой управления станка. Подвижный ролик 9, рычаг 10 и концевой выключатель образуют механизм контроля обрыва электрода-проволоки.
Устройство для автоматической заправки электрода-проволоки содержит размещенные соосно друг другу подвижный захват 11, неподвижный захват 12, а также верхнюю направляющую 19 и нижнюю направляющую 15.
Неподвижный захват 12 и верхняя направляющая 19 установлены на кронштейне (не показан) основания станка.
Подвижный захват 11 установлен на каретке 1.
Зажимные механизмы захватов выполнены известным образом (например, цанговыми или в виде зажимных губок).
Плита 14 устанавливается непосредственно на основании станка и на ней размещены: нижняя направляющая 15, механизм натяжения электрода-проволоки 3, состоящий из подпружиненного ролика 17, рычага 18 для перемещения ролика 17 и подающего ролика 16, оснащенного приводом вращения (не показан).
Подлежащая обработке заготовка 13 установлена на координатном столе (не показан). Координатный стол имеет возможность продольного и поперечного перемещения.
Согласованная работа станка и механизмов устройства заправки осуществляется от системы управления станком.
Устройство для заправки электрода-проволоки работает следующим образом.
Перед началом обработки электрод-проволоку 3, намотанную на подающую катушку 2, вручную пропускают через ролики каретки 1, заправляют в зажимные элементы захватов, пропускают через верхнюю и нижнюю направляющие и заводят в механизм натяжения. Станок готов к работе.
Включают в работу станок и электродом-проволокой 3 осуществляют вырезку заготовки 13, установленной на координатном столе. Зажимные механизмы захватов 11 и 12 при этом раскрыты, натяжение электрода-проволоки осуществляется роликами 16 и 17.
В случае обрыва электрода-проволоки 3 в зоне обработки механизм контроля обрыва проволоки фиксирует обрыв (в результате падения подвижного ролика 10 на концевой выключатель и срабатывания последнего). В результате по команде системы управления станка подвижный захват 11 зажимается, фиксируя в нем электрод-проволоку 3. Фиксация зажима может быть осуществлена, например, подачей напряжения на подвижную его зажимную губку, перемещая ее в положение зажима или иным известным образом в зависимости от выбранной конструкции зажима. Включается привод перемещения каретки 1, в результате чего установленный на ней подвижный захват 11 с закрепленным в нем электродом-проволокой 3 перемещается в сторону заготовки 13. При приближении подвижного захвата 11 к неподвижному захвату 12 останавливается перемещение каретки, подается напряжение на неподвижный захват 12, производится его замыкание и фиксация в нем электрода-проволоки 3, после чего раскрепляется подвижный захват 11, освобождая при этом электрод-проволоку 3 от его зажимных элементов. Производится перемещение каретки 1 в противоположном направлении. Электрод-проволока 3 при этом остается неподвижным, так как зафиксирован от перемещения неподвижным захватом 12. При перемещении каретки в заданное верхнее положение останавливают перемещение каретки. Закрепляют электрод-проволоку 3 в подвижном захвате 11 и раскрепляют в неподвижном захвате 12, после осуществляют перемещение каретки в нижнее положение в сторону заготовки 13. Далее цикл заправки осуществляют аналогично описанному выше, до момента заправки электрода-проволоки 3 через направляющую 15 в устройство для натяжения электрода-проволоки 3. После заправки электрода-проволоки 3 в устройство для натяжения электрода-проволоки 3 раскрепляются подвижный 11 и неподвижный 12 захваты, останавливается перемещение каретки 1. Устройство для натяжения электрода-проволоки обеспечивает натяжку электрода-проволоки 3 за счет перемещения электрода-проволоки 3 между вращающимся с помощью двигателя (не показан) подающим роликом 16 и подпружиненным роликом 17. Узел контроля обрыва электрода-проволоки 3 фиксирует "рабочий режим" путем размыкания подпружиненным рычагом 10 концевого выключателя (не показан). Система управления включает станок в работу. Посредством перемотки электрода-проволоки 3 и перемещения координатного стола (не показан) в продольном и поперечном перемещении производят вырезку детали.
В процессе обработки происходит контроль и регулировка скорости перемотки электрода-проволоки 3. Данный процесс происходит известным образом в зависимости от поступающих на тормоз сигналов, происходит уменьшение частоты оборотов контролирующего ролика 6 путем его "торможения" либо, наоборот, увеличение частоты оборотов контролирующего ролика 6 путем снятия с него "тормозящих" нагрузок и, как следствие, уменьшается или увеличивается скорость перемотки электрода-проволоки 3.