三种多线切割机的布线装置研究

大连连城数控机器股份有限公司 ■ 刘淑华

一 引言

多线切割机是用多条钢线同时快速移动进行切割的机器，主要适应硬脆材料的切割，如硅晶，蓝宝石等。

在多线切割机器中都设置线管理区，承担线辊上钢线有序缠绕和放出，并调节切割线上张力的形成等。在机器中，放线辊上的钢线为多层缠绕，收线辊上的钢线也为多层回收。在切割中钢线的线速度必须恒定，才能保证切割正常进行。为此，机器的布线机构需有序布线，同时，机器的控制系统需时刻监控两线辊的驱动电机及布线电机的转速，并进行计算；调节使线速度达到新的统一。

布线机构，简单说，就是布线轮拖着钢线，按规定的节距在线辊上布线或放线的装置。布线过程是多线切割机的重要环节，布线机构是否完善，直接影响钢线的平稳运行和断线频率，影响机器的切割效果。

二 多线切割机器收放线的布线装置

1 QFA1250型多线切方机的布线机构

QFA1250型多线切方机的布线装置如图1所示。线管理区由隔板分为前后两面，前面与切割区相通，钢线运行中能带入大量切割用研磨浆液，金属类零件都会被腐蚀，所以，布线机构的前面只装布线轮及带动布线轮移动的拉杆，当拉杆伸出时，有弹性皮腔保护。

图1 QFA1250型切方机线管理区布线装置

布线的传动装置装在隔板后箱体中，箱体固定在隔板上，使重量卸荷在隔板上。传动的过程为：伺服电机(N=0.82kW)驱动滚珠丝杠旋转，转换为螺母的轴向移动，并带动布线杆沿轴向移动，此时布线杆端部的布线轮实现了在线辊上布线或放线。布线杆由两直线轴承支承，轴承跨距合理，使拉杆刚性最佳(拉杆直径35mm)，具有很高的硬度、强度和刚性。当布线轮走到最前端时，悬臂最大，若刚性不足，极易使钢丝抖动，严重时能断线，影响切割质量和进度。在布线箱体中，还装有平衡轴，与布线杆平行，使布线杆移动平稳，防止切割线跳动。收线辊的布线节距一般为1.5mm，放线辊的节距由生产厂家定(放线辊，本机外购标准型)，两线辊的驱动伺服电机N=17.5kW，布线杆的驱动伺服电机N=0.82kW。机器的PLC控制器对两组驱动电机的转速时刻监控并进行计算、调节，使切割线保持恒定的线速度。

对比同类机器，一种进口切方机，其布线有类似的结构，但布线杆的直径较细，布线杆的支撑轴承并在一起，跨距太小、刚性差，布线杆伸出时容易抖动，断线的几率也大，影响切割效率。

2 QP20100型多线切片机的布线装置

QP20100型多线切片机的布线装置如图2所示。线管理区由两互相垂直隔板分开，垂直隔板里面与切割区相通会有大量研磨砂浆进入，此处只安置布线轮等不怕腐蚀的元件，外面则布置了驱动电机、轴承、导轨等金属件。布线装置与绕线辊分别装在前隔板及侧隔板上。

动作原理是：布线伺服电机(固定在隔板上)驱动滚珠丝杠转动，转化为螺母在直线导轨上移动，通过支架板带动布线轮沿线辊轴向移动进行布线。由于是在两互相垂直的隔板上布置，当布线轮布线时，没有布线杆的悬臂伸出。因此，布线过程平稳，顺畅。为了使布线轮运行稳定，加入一个多片平衡轮，在装配中进行调节。同时，由于布线过程中，切割钢线要与线辊始终保持相切状态，由于线辊直径不断在变化，布线轮要随钢线方向摆动，所以，在布线轮的上端增加了摆动支点。此外，为了保证规定的布线节距，设置两个导线柱，钢线置于中间位置，当布线节距变化时，钢线碰到导线柱，导线柱上的传感器将通知机器控制器，经过计算并再次调节布线速度。

图2 QP20100型切片机线管理区布线装置

3 QDB2320型多线切断机的布线机构

QDB2320型多线切断机的布线机构如图3所示，这是用金刚石线切割的多线切割机器，其特点是被切断的零件数量少，所以线辊上绕线层数少，若绕线层数太多则会使钢线上的金刚石微粉易脱落。

图3 QDB2320型切断机布线简图

结构特征：收放线辊可互换，线辊不是外购，可自行在专机上绕线，由于线辊上绕线层数少，而且线辊的材料采用高强度的铝合金，线辊的重量较轻。所以，本机的布线机构选择了线辊沿自身轴向移动，布线轮固定。

运动顺序：布线电机(N=0.82kW)驱动滚珠丝杠转动，转化成螺母移动，带动连接板和绕线辊同步移动，并在电机的驱动下线辊转动。此时，带有钢线的布线轮(固定安装在隔板上)则实现了在线辊上布线或放线。

这种结构的优点是：由于布线轮固定不移动，所有过轮都可在同一平面布置，使机器线轮布置简单，钢线走向顺畅。

三 结束语

通过介绍多线切方机、多线切片机和多线切断机三种切割机的布线结构，可根据各机器的切割特点，选择步线方式，可最大程度地提高机器的切割效果。