CN101559463A - 智能电脑数控弹簧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电脑数控弹簧机，用于加工拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、涡卷弹簧等，包括校直机构、送线机构、节距机构、芯座机构、刀座机构和电脑控制系统，节距机构包括节距伺服电机和推动节距轴运动的节距滚珠丝杠副，芯座机构包括芯座升降机构和芯棒抽芯机构，刀座机构包括若干滑动刀座和刀座驱动机构，可沿弧形轨道径向移动。本发明，根据弹簧的成型原理，设有校直、送线、节距、芯座、刀座五大部分，结构设计合理，全伺服驱动，电脑控制，实现全闭环控制，可大大减少成品的废品率，可以广泛用来制作各种拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、涡圈弹簧等，操作简单，加工精度高，生产效率高。

Description

智能电脑数控弹簧机

技术领域

本发明涉及一种弹簧加工设备，特别是涉及一种智能电脑数控弹簧机，适用于加工拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、涡卷弹簧等。

背景技术

目前，弹簧加工的设备按工作方式分机械传动式、电脑数控式。机械式调整困难、劳动强度大、效率低，且受弹簧形状限制。电脑数控式按加工弹簧种类分电脑万能弹簧机和电脑压簧机，电脑万能机能加工出形状复杂的弹簧，效率比机械式有所提高，但也不能达到高速，调整繁锁，有时还是会受弹簧形状限制。电脑压簧机主要是加工各种压缩弹簧，加工压缩弹簧时效率比电脑万能机高，但仅限于加工压缩弹簧。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决电脑数控弹簧机调整繁锁、效率低、受弹簧形状限制的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种智能电脑数控弹簧机，包括底座、校直机构、送线机构、节距机构、芯座机构、刀座机构和电脑控制系统，所述底座上固定设有相互平行的前、后墙板，校直机构和送线机构沿待加工钢丝的前进方向依次设置在前墙板的前表面上，位于送线机构输出端的前墙板上设有一通孔；所述节距机构包括节距伺服电机、上节距轴、下节距轴和节距丝杠传动副，上、下节距轴分别垂直于前墙板设置且关于节距丝杠传动副的轴线对称，上、下节距轴的一端固定在节距丝杠传动副的螺母上，另一端分别设有用于固定加工弹簧螺距的节距销安装孔，节距伺服电机固定在后墙板上且输出轴与节距丝杠传动副中的丝杠连接，上、下节距轴与前墙板上的通孔相对且可以穿过该通孔；所述芯座机构包括调整芯座上下移动的升降机构、安装在芯座内的芯棒和芯套气缸，升降机构固定在前墙板的后表面上，芯套气缸固定在芯座上且活塞杆端与芯棒连接，芯棒与芯座上通孔相对且可以穿过该通孔；所述刀座机构包括若干滑动刀座和与之对应的刀座驱动机构，前墙板的前表面上设有与芯棒同心的弧形轨道，滑动刀座设置在所述弧形轨道上且可沿该弧形轨道摆动，滑动刀座上设有用于固定刀具的安装座，刀座驱动机构与滑动刀座连接驱动其沿弧形轨道径向移动。

上述方案中，还包括依次设置在校直机构前端的清洁盒和清洁套，所述清洁盒内放置有油棉。

所述送线机构包括导线槽座和用于输送弹簧钢丝的送线传动机构，所述送线传动机构包括若干组送线轮组和压紧装置，每组送线轮组分别包括上下相对设置的送线轮，所述送线轮分别由固定在后墙板上的送线伺服电机经过变速箱驱动，所述压紧装置包括气缸，气缸的缸体设置在后墙板上且的活塞杆伸出端垂直朝向前墙板伸出，该活塞杆伸出端通过连杆机构和杠杆机构与每组送线轮组中的上轴承座相接；所述送线槽座固定在前面板的前表面上，其上设有送线槽且位于上下相对的送线轮之间。

所述后墙板上设有用于检测上节距轴移动距离的光电开关。

所述后墙板的前表面上固定有上下螺纹座，上下螺纹座上分别螺纹连接有轴承调节座，送线轮轴的尾端通过轴承连接在轴承调节座上。

还包括测量装置，所述测量装置包括设置在前面板前表面上的探针，所述探针位于芯棒的前方且探针与加工出的弹簧伸出端接触时传递长度反馈信号至电脑控制系统。

所述电脑控制系统包括送线输入单元、节距输入单元、刀座输入单元和控制单元，控制单元根据送线输入单元和节距输入单元的输入值驱动送线机构送线相应的长度并同时驱动节距机构按设定的节距移动，在上述送线伺服电机停止后驱动刀座驱动机构移动相应的距离。

本发明，根据弹簧的成型原理，设有校直、送线、节距、芯座、刀座五大部分，结构设计合理，全伺服驱动，电脑控制，实现全闭环控制，可大大减少成品的废品率，可以广泛用来制作各种拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧、涡圈弹簧等，操作简单，加工精度高，生产效率高。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明送线机构的结构示意图；

图3为本发明的节距机构和芯座机构的结构示意图；

图4为本发明的俯视图。

图中：

1底座 2前墙板 3清洁套 4清洁盒 5水平校直架 6垂直校直架 7校直轮 8导线槽座 9导线槽 10送线轮 11下轴承座 12节距轴 13探针 14芯座 15电脑控制系统 16拖板座 17滑块 18导轨 19刀座丝杠幅 20刀座电底座 21第一联轴器 22刀座伺服电机 23刀具 24刀座 25刀座外罩 27手轮 28气压表 29杠杆 30上轴承座 31后墙板 32变速箱 33送线伺服电机 34惰齿轮 35惰齿轮轴 36送线轮轴 37螺纹座 38横向连杆 39气缸板 40压紧气缸 41关节轴承 42送线齿轮 43上盖板44轴承调节座 45节距电机座 46节距伺服电机 47芯套 48芯棒 49升降轴 50升降丝杠 51芯座盖板 52芯套气缸 53气缸座 54节距螺母座55节距丝杠幅 56第二联轴器 57光电开关

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

如图1所示，本发明包括底座1、校直机构、送线机构、节距机构、芯座机构、刀座机构和电脑控制系统。

底座1上固定设有相互平行的前、后墙板2、31，校直机构和送线机构沿待加工钢丝的前进方向依次设置在前墙板2的前表面上。

校直机构的前端依次固定设有清洁套3和清洁盒4，清洁盒4内装有油棉，对弹簧钢丝起到清洁和润滑作用，弹簧钢丝通过清洁套3进入清洁盒4，并从清洁盒4输出后进入校直机构。

校直机构对弹簧钢丝起校直作用，包括依次设置的水平校直架5和垂直校直架6，水平校直架5包括若干前后交错设置的校直轮7，垂直校直架6包括若干上下交错设置的校直轮7。

送线机构包括导线槽座8和用于输送弹簧钢丝的送线传动机构，导线槽座8设置在校直机构的输出端，其上设有导线槽9，弹簧钢丝经过校直后进入导线槽9。送线传动机构包括两组按弹簧钢丝前进方向依次设置的送线轮组和压紧装置，每组送线轮组包括上下相对设置的送线轮10，导线槽座8位于上下相对设置的送线轮10之间，两个下送线轮轴36设置在下轴承座11上且其上分别固定有送线齿轮42，固定在后墙板31上的送线伺服电机33经过变速箱32驱动惰齿轮轴35转动，惰齿轮轴35位于两送线轮10之间，惰齿轮轴35上设有惰齿轮34且与送线齿轮42啮合分别驱动送线轮10转动。压紧装置包括压紧气缸40，后墙板31的上表面上固定有上盖板43，上盖板43上设有气缸板39，压紧气缸40的缸体固定在气缸板39上且压紧气缸40的活塞杆伸出端垂直朝向前墙板2伸出，该活塞杆伸出端连接有关节轴承41并通过横向连杆38与杠杆29连接，杠杆29的下端连接上轴承座30，送线轮10通过轴承转动设置在上轴承座30上，压紧气缸40接入高压空气后，通过关节轴承41和连杆38推动杠杆29下压上轴承座30，从而压紧上下两只送线轮10，上下送线轮10之间压力的大小可通过气压表28来得出，上下送线轮之间的压紧与放松通过电脑控制系统控制。后墙板31的前表面上固定有上下螺纹座37，上下螺纹座37上分别螺纹连接有轴承调节座44，送线轮轴36的尾端通过轴承连接至轴承调节座44上，通过旋转轴承调节座44可使其前后移动，从而使送线轮轴36前后移动，用于调整各组送线轮10的前后位置，从而保证各送线轮在同一水平面内。

节距机构包括节距伺服电机46、上下节距轴12和节距丝杠传动副，上、下节距轴12分别垂直于前墙板2设置且相对于节距伺服电机46的轴线对称，上、下节距轴12的一端固定在节距丝杠传动副的节距螺母座54上，另一端分别设有用于固定加工弹簧螺距的节距销安装孔，节距伺服电机46通过节距电底座45固定在后墙板2上且输出轴通过第二联轴器56与节距丝杠传动副中的丝杠55连接，节距伺服电机46驱动节距轴12前后移动，从而控制弹簧的节距，通过节距轴12的运动，可加工出螺距较大的螺旋弹簧，上、下节距轴可加工不同旋向的弹簧，即如果弹簧钢丝固定在上节距轴上则加工出右旋的螺旋弹簧，弹簧钢丝固定在下节距轴上可加工出左旋的螺旋弹簧，后墙板31上设有用于检测上节距轴12移动距离的光电开关57，当光电开关57检测到节距螺母座54时，即可确定节距轴12的零点位置。

前墙板2的前表面上根据所加工弹簧的需要可安装探针13，探针13用来检测加工弹簧的长度并及时反馈到电脑控制系统15进行补偿，保证弹簧加工的高精度。

所述芯座机构包括调整芯座上下的升降机构、芯套气缸52和芯棒48，升降机构包括升降轴49、轴套和升降丝杠50，轴套固定在前墙板2的后表面上，升降轴49自上而下插装在轴套内且轴向限位，轴向限位可通过轴肩结构实现，升降轴49的顶部设有手轮27，升降丝杠50与芯座14螺纹配合连接，通过转动手轮27来驱动升降丝杠50带动芯座14上下移动，当芯座14调至适当位置时将升降轴49锁紧轴向上下固定，从而锁定芯座14，在芯座14左右两边安装有芯座盖板51用来限制芯座14摆动，使其只能沿两芯座盖板51之间上下移动，芯座14上开有与前墙板2垂直的通孔，该通孔内装有芯套47，芯套47内装有芯棒48，芯棒48在芯套47内调至合适位置后固定，芯座14上固定有气缸座53，芯套气缸52固定在气缸座53上且气缸座53的活塞杆端与芯套47连接，芯套气缸52可推动芯套47带动芯棒48前后运动，实现弹簧加工过程中的抽芯动作。

刀座机构包括若干滑动刀座，滑动刀座包括拖板座16、滑块17和刀座驱动机构，前墙板的前表面上设有与芯棒48同轴心的弧形轨道，拖板座16设置在所述弧形轨道上并可沿该弧形轨道摆动，根据要加工弹簧的形状转至合适的位置，刀座驱动机构包括刀座伺服电机22和刀座丝杠副19，拖板座16上沿其轴向设有导轨18，滑块17设置在导轨18上，刀座伺服电机22安装在与拖板座16连接的刀座电机座20上，刀座伺服电机22的输出轴通过第一联轴器21驱动刀座丝杠副19，从而推动滑块17沿导轨18往复运动，滑块17的前端安装有刀座24，刀座24上设有安装刀具23的固定座，根据加工弹簧的形状可更换不同的刀具，刀具按加工弹簧的种类和要求分为切刀、卷曲刀、折角刀、螺距刀四大类，切刀作用是将加工成型的弹簧切断，卷曲刀作用是顶在弹簧钢丝外径上加工弹簧的外径，折角刀可在加工弹簧时折出所需的弹簧脚、弹簧耳；螺距刀可加工螺距较小的螺旋弹簧，滑块17外装有刀座外罩25可防止灰尘和杂物的进入。

本发明加工右螺旋弹簧的原理如下：弹簧钢丝从清洁套3进入清洁盒3，清洁后通过校直架6、7进行校直，再由上、下送线轮10送至芯棒48处固定在上节距轴12上，芯棒48用来形成弹簧的内径，刀座机构中安装卷曲刀的滑动刀座向芯棒48移动，带动卷曲刀顶在弹簧钢丝形成螺旋弹簧的外径，控制所加工螺旋弹簧的外径大小，上节距轴进出可控控制螺旋弹簧的螺距，当弹簧加工至合适的长度时，刀座机构中安装上切刀的滑动刀座向芯棒48移动进行切断。

本发明的电脑控制系统包括输入单元和控制单元，其中输入单元包括送线输入单元、节距输入单元和刀座输入单元，控制单元根据送线输入单元和节距输入单元的输入值驱动送线机构将弹簧钢丝输送相应的长度并同时驱动节距机构按设定的节距值移动，在送线伺服电机停止后控制单元驱动安装切刀的刀座驱动机构移动相应的距离，用于切断弹簧钢丝，并且还可以在送线伺服电机送线的同时控制单元驱动安装其它刀具的刀座驱动机构移动相应距离。具体为，电脑控制系统设有弹簧加工的基本程式，采用键盘输入，根据加工弹簧的形状不同在相应的程序段输入数据即可。即，在显示介面中，弹簧加工的基本程式呈表格形式列出，横向是各机构的名称，竖向是程序段号，例如加工螺旋弹簧时，在程序号1的行中、列为送线的表格内输入80，列为节距的表格内输入5；在程序号2的行中、列为上刀的表格内输入30，则运行结果如下：电脑控制系统发出信号使送线伺服电机驱动送线轮转动，送料长度80mm，且送料的同时节距电机驱动节距轴向前移动5mm，第一段执行完毕后，刀座伺服电机驱动刀座向下运动，切断钢丝。本发明的电脑控制系统采用开放式结构，可以根据用户的不同输入加工出不同类型的弹簧，具有极大的灵活性。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1、智能电脑数控弹簧机，包括底座、校直机构、送线机构、节距机构、芯座机构、刀座机构和电脑控制系统，其特征在于：

所述底座上固定设有相互平行的前、后墙板，校直机构和送线机构沿待加工钢丝的前进方向依次设置在前墙板的前表面上，位于送线机构输出端的前墙板上设有一通孔；

所述节距机构包括节距伺服电机、上节距轴、下节距轴和节距丝杠传动副，上、下节距轴分别垂直于前墙板设置且关于节距丝杠传动副的轴线对称，上、下节距轴的一端固定在节距丝杠传动副的螺母上，另一端分别设有用于固定加工弹簧螺距的节距销安装孔，节距伺服电机固定在后墙板上且输出轴与节距丝杠传动副中的丝杠连接，上、下节距轴与前墙板上的通孔相对且可以穿过该通孔；

所述芯座机构包括调整芯座上下移动的升降机构、安装在芯座内的芯棒和芯套气缸，升降机构固定在前墙板的后表面上，芯套气缸固定在芯座上且活塞杆端与芯棒连接，芯棒与芯座上通孔相对且可以穿过该通孔；

所述刀座机构包括若干滑动刀座和与之对应的刀座驱动机构，前墙板的前表面上设有与芯棒同心的弧形轨道，滑动刀座设置在所述弧形轨道上且可沿该弧形轨道摆动，滑动刀座上设有用于固定刀具的安装座，刀座驱动机构与滑动刀座连接驱动其沿弧形轨道径向移动。

2、如权利要求1所述的智能电脑数控弹簧机，其特征在于还包括依次设置在校直机构前端的清洁盒和清洁套，所述清洁盒内放置有油棉。

3、如权利要求1或2所述的智能电脑数控弹簧机，其特征在于所述送线机构包括导线槽座和用于输送弹簧钢丝的送线传动机构，所述送线传动机构包括若干组送线轮组和压紧装置，每组送线轮组分别包括上下相对设置的送线轮，所述送线轮分别由固定在后墙板上的送线伺服电机经过变速箱驱动，所述压紧装置包括气缸，气缸的缸体设置在后墙板上且的活塞杆伸出端垂直朝向前墙板伸出，该活塞杆伸出端通过连杆机构和杠杆机构与每组送线轮组中的上轴承座相接；所述送线槽座固定在前面板的前表面上，其上设有送线槽且位于上下相对的送线轮之间。

4、如权利要求3所述的智能电脑数控弹簧机，其特征在于所述后墙板上设有用于检测上节距轴移动距离的光电开关。

5、如权利要求4所述的智能电脑数控弹簧机，其特征在于所述后墙板的前表面上固定有上下螺纹座，上下螺纹座上分别螺纹连接有轴承调节座，送线轮轴的尾端通过轴承连接在轴承调节座上。

6、如权利要求5所述的智能电脑数控弹簧机，其特征在于还包括测量装置，所述测量装置包括设置在前面板前表面上的探针，所述探针位于芯棒的前方且探针与加工出的弹簧伸出端接触时传递长度反馈信号至电脑控制系统。

7、如权利要求6所述的智能电脑数控弹簧机，其特征在于所述电脑控制系统包括送线输入单元、节距输入单元、刀座输入单元和控制单元，控制单元根据送线输入单元和节距输入单元的输入值驱动送线机构送线相应的长度并同时驱动节距机构按设定的节距移动，在上述送线伺服电机送线时驱动刀座驱动机构可同时移动相应的距离。

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