单线切片机收放线用的智能收放线滚筒结构的制作方法

本实用新型涉及切割线切割技术领域，具体指一种单线切片机收放线用的智能收放线滚筒结构。

背景技术：

机床对零件机械加工的材料涉及二大领域，即塑性材料和硬脆材料。塑性材料加工的机床即金属切削加工通用机床，机床性能范围广；硬脆材料零件加工的机床即为金刚石工具加工的专用机床(电加工机床除外)，该类机床中又有具备切片功能的金刚线工具机械加工硬脆材料零件的专用机床。

目前，投放市场的金刚线多线切片机，金刚线收放线结构复杂，主要体现为：

(1)收线和放线需要两个独立的收放线筒收放线结构和切割辊配合实现，导致其占用空间多，成本高；

(2)受工作金刚线原线筒安装方式限制，工作用金刚线重量一般为20kg，收放线筒结构的重量一般为50kg*2，这就导致收放线筒旋转惯性大，金刚线的张力很难得到控制，导致张力控制复杂且控制精度低；

(3)由于收放线筒旋转惯性大，加工速度一般为1200m/min，因此，配用动张力大，这就需要切片机配备功率很大的电机，现有多线切片机的电机功率一般在20-70kw之间，导致成本高；

(4)虽然配备了功率很高的电机，但实际工作耗能并不高，而是驱动电机空转耗能，导致切片机存在不必要的高能耗问题。

(5)设备配套专用钢制收放线筒，各生产企业没有统一标准，且因金刚线的绕制需要由金刚线生产企业完成，空筒需通过物流在供需双方企业间轮回交换，时间及运输成本上升。

现在市场上也有单线切割技术，但是，只是在金刚线多线切割机基础上进行改制，把多线切割辊改成单线或少线切割辊。因此切割效率低下、设备体积大、结构复杂，致使设备价格高，加工精度也无法保证，无法满足中小微企业的需求。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能定量储存预置张力的切割线，又能完成程序设定的包括切割、加减速、换向、排线、自动手动张力设定、绕线、收线、制动、定位等指令功能的满足切割线的切割动力和切割速度、结构紧凑、能耗低且操作方便的单线切片机收放线用的智能收放线滚筒结构。

本实用新型所要解决的另一个技术问题是针对现有切割线多线切片机收放线(双筒结构)和储线结构复杂以及张力控制精度低的缺陷，提供一种单线切片机收放线用的智能收放线滚筒结构，其由张力传感器与滚筒组成的闭环张力控制系统结构，使切割线在高度动态移动中保持张力稳定。

本实用新型解决至少一个上述技术问题所采用的技术方案为：一种单线切片机收放线用的智能收放线滚筒结构，包括机架及能转动地设于该机架上的滚筒，切割线的第一端约束在滚筒上靠近第一端处、切割线的第二端约束在滚筒上靠近第二端处，切割线的中部缠绕于所述滚筒上且经导轮组件引导形成切割区域，其特征在于：所述滚筒能沿与滚筒轴向垂直的方向往复移动地设于机架上，所述机架上设置有用于驱动滚筒沿与滚筒轴向垂直的方向往复移动的第一驱动件，切割区域内设置有能检测缠绕于滚筒上的切割线张力的传感器，该传感器与所述第一驱动件与同一控制系统电信号连接。

在上述方案中，所述机架上设置有垂直滚筒轴向布置且能转动的第一丝杆，该第一丝杆与所述第一驱动件的输出端相连接，所述第一丝杆上通过第一螺母副连接有能沿第一丝杆来回移动的第一托板，所述滚筒设于该第一托板上。采用这样的结构，以使滚筒实现沿与滚筒轴向垂直的方向往复移动。

优选地，所述机架上还设置有平行第一丝杆布置的第一导轨，对应的，所述第一托板的底部开有与该第一导轨相配合的第一滑槽。该结构有利于提高滚筒垂直轴向往复移动的稳定性。

在上述各方案中，所述滚筒结构还包括能沿所述滚筒轴向来回移动的第二托板，该第二托板设于所述第一托板上，所述滚筒设于第二托板上。该结构可使滚筒沿轴向往复移动。

优选地，所述第一托板的上壁面设置有沿滚筒轴向延伸且能转动地第二丝杆，所述第一托板一侧设置有用于驱动第二丝杆转动的第二驱动件，所述第二托板的底部通过第二螺母副能沿第二丝杆来回移动地设于第二丝杆上。该结构便于实现滚筒沿轴向往复移动。

优选地，所述第一托板的上壁面还设置有平行第二丝杆布置的第二导轨，对应的，所述第二托板的底部开有与第二导轨相配合的第二滑槽。该结构有利于提高滚筒沿轴向往复移动的稳定性。

为了便于装配，所述第二托板的两端分别设置有竖向延伸的装配板，所述滚筒设于第二托板上方且两端分别能转动地约束在相应的装配板上，所述装配板外侧设置有输出端与滚筒相连接的第三驱动件。

在本实用新型中，所述导轮组件包括能对滚筒上的出线及回线位置进行定位的第一定位导轮、第二定位导轮，所述第一定位导轮能转动地设于滚筒前侧且下边缘与滚筒上边缘对齐，所述第二定位导轮转动地设于第一定位导轮下方、且下边缘与滚筒下边缘对齐。设置该定位导轮，可对滚筒上出线及回线的位置进行定位，使其与滚筒的上下边缘对齐，避免切割线错位。

在上述方案中，所述切割线的第一端约束在滚筒上靠近第一端处、切割线的主体部分缠绕在滚筒上，缠绕完毕后的切割线依次绕过第二定位导轮的下边缘、导轮组件的其它部分、第一定位导轮的下边缘使切割线的第二端约束在滚筒上靠近第二端处。采用上述结构实现的绕线方式，使出线与回线相靠近，并实现单线闭环循环，大大简化了收放线结构，降低了设备成本。

优选地，所述第一定位导轮与第二定位导轮在轴向上存在位移差从而使滚筒上的出线与回线之间始终保持有间距，该间距优选为nd，d为切割线直径。采用这样的结构，设备运行过程中，虽然出线与回线的位置在滚筒上始终沿轴向不断往复移动，但因存在上述间距，可避免出线与回线之间发生交错而产生背线问题。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的滚筒轴向移动便于将切割线缠绕至滚筒上实现定量储线；本实用新型由张力传感器与滚筒组成了闭环张力控制系统结构，能通过传感器实时检测滚筒上缠绕的切割线的张力，在切割线切割过程中，当切割线过紧或使用一段时间变松后，通过使滚筒垂直轴向往复移动改变滚筒与切割区域之间的距离，从而改变切割线的松紧度及张力大小，对切割线的张力进行实时调整，使切割线在高度动态移动中保持张力稳定，满足切割线的切割动力和切割速度要求，提高切割线的张力稳定性及切割效果；另外，本实用新型结构紧凑、能耗低且操作方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的滚筒结构与导轮组件的配合结构示意图；

图3为图2另一角度的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

在本实用新型中使用了“上”、“下”、“左”、“右”“侧”等方位词，但这些方位词仅仅表示相对位置关系，并不限定为绝对方向，比如“上”、“下”并不限定为与重力方向相反或一致的方向。

如图1～3所示，本实施例的单线切片机收放线用的智能收放线滚筒结构包括机架1及能转动地设于该机架1上的滚筒2。滚筒2设于机架1后部，切割线3的第一端、第二端分别约束在滚筒2两端上，滚筒2外周壁在靠近端部处设置有锁紧螺母，切割线可通过缠绕打结的方式固定在锁紧螺母b上。切割线3第一端固定在滚筒2第一端处的锁紧螺母a上、切割线3的第二端固定在滚筒2第二端处的锁紧螺母b上，切割线3的中部缠绕于滚筒2上且经导轮组件4引导形成切割区域40的轮架系统上。滚筒2的上侧为第一绕线侧，滚筒2的下侧为第二绕线侧，第一绕线侧与第二绕线侧随滚筒2转动方向的转换而在排线状态与回线状态之间往复切换。例如，滚筒2绕一个方向旋转时，滚筒2的上侧为切割线3排线侧，滚筒2的下侧为切割线3回线侧；滚筒2反向旋转时，滚筒2的下侧为切割线3排线侧，滚筒2的上侧为切割线3回线侧。

本实施例的滚筒2能沿与滚筒轴向垂直的方向往复移动地设于机架1上，机架1上设置有用于驱动滚筒2往复移动的第一驱动件10，轮架系统40内设置有能检测缠绕于滚筒2上的切割线3张力的传感器d。

具体的，如图1所示，机架1上述设置有第一托板5，机架1上设置有垂直滚筒2轴向延伸的第一丝杆100，该第一丝杆100与第一驱动件10的输出端相连接，第一托板5通过第一螺母副101能沿第一丝杆100来回移动地设于第一丝杆100上，滚筒2设于第一托板5上，以使滚筒2实现沿与滚筒轴向垂直的方向往复移动，实现系统的切割线张力控制。

在本实施例中，机架1上还设置有平行第一丝杆100布置的第一导轨102，对应的，第一托板5的底部开有与该第一导轨102相配合的第一滑槽51，该结构有利于提高滚筒垂直轴向往复移动的稳定性。第一托板5上方设置有能沿滚筒2轴向来回移动的第二托板6，滚筒2设于第二托板6上，该结构可使滚筒2沿轴向往复移动，从而将切割线3缠绕存储在滚筒2上。第一托板5的上壁面设置有沿滚筒2轴向延伸且能转动地第二丝杆200，第一托板5一侧设置有用于驱动第二丝杆200转动的第二驱动件20，第二托板6的底部通过第二螺母副201能沿第二丝杆200来回移动地设于第二丝杆200上，该结构便于实现滚筒沿轴向往复移动。第一托板5的上壁面还设置有平行第二丝杆200布置的第二导轨202，对应的，第二托板6的底部开有与第二导轨202相配合的第二滑槽61，该结构有利于提高滚筒沿轴向往复移动的稳定性。为了便于装配，第二托板6的两端分别设置有竖向延伸的装配板62，滚筒2设于第二托板6上方且两端分别能转动地约束在相应的装配板62上，装配板62外侧设置有输出端与滚筒2相连接的第三驱动件30，为滚筒2提供切割动力和速度。

本实施例的导轮组件4包括能对滚筒2上的出线及回线位置进行定位的第一定位导轮41、第二定位导轮42，第一定位导轮41能转动地设于滚筒2前侧且下边缘与滚筒2上边缘对齐，第二定位导轮42能转动地设于第一定位导轮41下方、且下边缘与滚筒2下边缘对齐。定位导轮可对滚筒2上出线及回线的位置进行定位，第一定位导轮41、第二定位导轮42上下距离等于滚筒2直径，使其与滚筒2的上下边缘对齐，避免切割线错位。切割线3的第一端约束在滚筒2上靠近第一端处、切割线3的主体部分缠绕在滚筒2上，缠绕完毕后的切割线3依次绕过第二定位导轮42的下边缘、导轮组件4的其它轮子、第一定位导轮41的下边缘使切割线3的第二端约束在滚筒2上靠近第二端处。第一定位导轮41、第二定位导轮42的轴向与滚筒2的轴向同向，第一定位导轮41与第二定位导轮42在轴向上存在位移差从而使滚筒2上的出线与回线之间始终保持有间距c，该间距c优选为nd，进一步优选在5-10mm区间中。采用这样的结构，设备运行过程中，虽然出线与回线的位置在滚筒上始终沿轴向不断往复移动，但因存在上述间距，可避免出线与回线之间发生交错而产生背线、断线问题。

为了说明本实施例中切割线在滚筒2的布置方式，以下对切割线3的绕线方式进行说明。将供线的线筒放置在滚筒2后侧位置，切割线自供线的线筒上拉出后依次绕过第一定位导轮41、导轮组件4的其它轮子、第二定位导轮42后固定在滚筒2的靠近第一端处，固定在滚筒2第一端处的切割线线头定义为切割线的第一端a；此时，转动滚筒2，使线筒上的切割线3不断被缠绕至滚筒2上储存，储线量达到要求后，将线筒上相应位置的切割线3固定在滚筒2的靠近第二端b处后切断切割线，从而使切割线形成环形、可往复循环的结构。切片机运行过程中，切割线3的出线与回线分别位于间距c的两侧，当间距c一侧的切割线循环缠绕至另一侧时，即为需要滚筒2换向转动时。

本实施例的第一驱动件10、第二驱动件20、第三驱动件30均为电机，且传感器、第一驱动件10、第二驱动件20、第三驱动件30均与与同一控制系统电信号连接。在控制程序驱动下，实现滚动智能化，为材料加工提供切割动力、切割速度，对切割线实施闭环张力控制，对滚动完成调速、加速、减速、换向、排线、张力设定、绕线、收线、制动、定位，自动循环、手动操作(与电子手轮配合)等工作指令。

上述第一驱动件10在输出动力后主要存在以下作用：在张力传感器反馈信号后驱动滚筒2垂直其轴向往复移动，从而实现切割线的动态张力控制；在滚筒2绕制完切割线后驱动滚筒2垂直其轴向移动一定距离，从而对滚筒2上的切割线张力进行设定。

上述第二驱动件20在输出动力后主要存在以下作用：在切割线的动态切割过程中，对切割用切割线进行动态排线，实现切割线的动态定位；在回收切割线时，驱动滚筒轴向移动从而与收线线筒保持对齐定位。

上述第三驱动件30在输出动力后主要存在以下作用：为切割线的切割加工过程提供动力；为切割线的切割过程提供切割速度，正反转可实现切割线换向，并在换向时配合加速、减速实现切割线的稳定收放；在绕线、收线等准备工作过程中实现滚筒周向定位，在断线时迅速停止转动实现滚筒制动；滚筒上绕线时与上述第一驱动件配合实现张力预置、回收切割线时与第二驱动件配合实现预制动力。

本实施例中的切割线为金刚线，而本实施例的结构并不受切割线约束，只要具有切割能力的线束采用本实施例的结构，原则都上可以实现本实用新型所述的功能。

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