CN101804719A - 数字式宽幅电子雕刻机雕刻刀的减振结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数字式宽幅电子雕刻机雕刻刀的减振结构。在通过法兰与雕刻刀相连的悬臂的两侧分别装有磁流变液及励磁线圈，并通过导线与控制器相连。磁流变液由通孔充入腔中，并通过隔磁套及密封圈密封。隔磁套通过减振垫与支撑套相连。支撑悬臂的支撑套通过法兰结构与机床固连，悬臂与支撑套之间为滑动副连接，其旋转自由度由紧定螺钉限制。本发明结构简单，易于加工生产，通过磁流变液的阻尼变化降低振动，并特别适用于需要进行轴向减振的系统中，以控制振动大小及提高加工精度。

Description

数字式宽幅电子雕刻机雕刻刀的减振结构

技术领域

本发明涉及电子雕刻技术，尤其是涉及一种数字式宽幅电子雕刻机雕刻刀的减振结构。

背景技术

作为四大印刷方式之一，凹版印刷有图像逼真、层次细腻、色泽鲜艳以及适合高档产品的印刷应用等特点。特别是其制版工艺从腐蚀制版向电子雕刻制版飞速发展，该方式以其简洁、高效、可靠和绿色的明显优势，日益受到行业普遍重视，得到了更为广泛地应用，在印刷业中起到了越来越重要的作用。因此，研究凹版印刷新技术、新工艺，开发相关凹版印刷加工设备和器材，具有十分重要的现实意义。传统的减振器由于其阻尼系数难以高频调节，因此不能适用于高速振动的电子雕刻制版机主轴减振。而磁流变液智能材料的阻尼可高频调控这一突出特点，使得其在多个领域的减振设计中起到关键作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种数字式宽幅电子雕刻机雕刻刀的减振结构，将磁流变液智能材料与雕刻机主轴有机结合之后，以雕刻机主轴的振动作为依据实时调节磁流变液，达到减振的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：

在支撑套中心孔中装有两端小、中间大的圆柱悬臂，中间大的圆柱悬臂向支撑套内侧方向的小圆柱上依次装有第一励磁线圈、第一隔圈、第一缓冲垫和隔磁套，第一励磁线圈与支撑套间充有磁流变液；中间大的圆柱悬臂向支撑套(外侧方向的小圆柱上依次装有第二励磁线圈、第二隔圈和第二缓冲垫，第二励磁线圈与支撑套间充有磁流变液；在支撑套开口处安装端盖，伸出端盖外的悬臂小圆柱上装有连接盘，第一励磁线圈和第二励磁线圈分别用第一线圈引线、第二线圈引线通过通孔与外面的控制器相接，悬臂中间大圆柱面上开有等分布置的凹槽，紧固螺钉从支撑套的孔旋入，能使悬臂在凹槽导向下产生轴向滑动。

本发明具有的有益的效果是：

本发明的创新之处在于采用了悬臂与支撑套提供主要振动阻尼与两端磁流变液提供动态阻尼调节这一有别于传统的阻尼减振的方法。通过所设计的减振机构，雕刻刀在轴向的振动将会随着磁流变液的动态阻尼调节而下降，同时，由于悬臂与支撑套直接相连并通过静定螺钉固连，避免了在非轴向上的偏移与串动，避免了振动引起雕刻精度下降。

由于采用了有针对性的轴向减振结构，可以保证雕刻过程平稳，雕刻过程中工件的结构保证较高的质量，雕刻刀也可以得到很好的保护，降低了雕刻的成本。

附图说明

图1是本发明的结构原理剖视图。

图2是图1的右视图。

图3是图1的A-A剖视图。

图4是悬臂的结构示意图。

图中：1、支撑套，2、隔磁套，3、隔圈，4、励磁线圈，5、励磁线圈，6、隔圈，7、连接盘，8、端盖，9、缓冲垫，10、线圈引线，11、磁流变液，12、线圈引线，13、缓冲垫，14、支撑套安装孔，15、端盖固定孔，16、连接盘安装孔，17、紧定螺钉，18、悬臂，19、凹槽，20、紧定螺钉孔，21、外螺纹。

具体实施方式

下面结合附图和实施过程对本发明作进一步的说明。

参考图1，图2，图3，图4，本发明在支撑套1中心孔中装有两端小、中间大的圆柱悬臂18，中间大的圆柱悬臂18向支撑套1内侧方向的小圆柱上依次装有第一励磁线圈4、第一隔圈3、第一缓冲垫13和隔磁套2，第一励磁线圈4与支撑套1间充有磁流变液11；中间大的圆柱悬臂18向支撑套1外侧方向的小圆柱上依次装有第二励磁线圈5、第二隔圈6和第二缓冲垫9，第二励磁线圈5与支撑套1间充有磁流变液11；在支撑套1开口处通过端盖固定孔15安装端盖8，伸出端盖8外的悬臂18小圆柱上装有连接盘7，第一励磁线圈4和第二励磁线圈5分别用第一线圈引线12、第二线圈引线10通过通孔与外面的控制器相接，悬臂18中间大圆柱面上开有等分布置的凹槽19，紧固螺钉17从支撑套1的孔旋入，能使悬臂18在凹槽19导向下产生轴向滑动，连接盘7通过外螺纹21安装在悬臂18上，并通过紧定螺钉孔20实现周向固定。

参考图1，支撑套1通过支撑套安装孔14安装在雕刻机安装座上，将雕刻刀机构通过连接盘安装孔16安装到连接盘7上。

磁流变液减振机构通过导线与励磁线圈控制器相连，而励磁线圈控制器与振动传感器相连。当雕刻刀在加工中发生振动时，悬臂中部充当主要阻尼作用并提供主要的刚度支撑。当振动过大时，振动传感器将多个测点的振动信号传入机床的控制系统中，由控制系统中的优化算法对信号进行处理。通常为特征提取算法或数据融合方法，并经过评价体系评价当前的振动等级以及所需要进行的阻尼调节，将所需的阻尼补偿转化为励磁线圈的所需加的磁场，由励磁线圈控制器发出控制信号，直流电经过励磁线圈，根据电流大小产生磁场，在磁场的作用下，悬臂两端的阻尼缸内磁流变液的粘度增大或者减小，从而增大或者减小阻尼，从而达到自适应减振的目的。由于数字式宽幅电子雕刻制版机的振动主要表现为轴向振动，因此，在减振装置中，将悬臂通过紧钉螺钉与悬臂套相连，而悬臂套与机床座固连。从而保证与雕刻刀相连的悬臂在震动中不会发生周向旋转以及错位，从而保证雕刻刀的方位及雕刻精度。

磁流变减振机构，通过传感器采集雕刻刀的振动状态信息，然后通过雕刻机的控制系统分析并转换为所需调节的阻尼大小，通过控制励磁线圈来控制磁流变液的粘度，从而改变振动阻尼，达到减振的效果，可以有效的避免轴向振动过大。

本发明的工作过程如下：

1)系统开始运行，悬臂与支撑套相连的部分充当主要减振阻尼，维持振动在较低水平。

2)当传感器检测到雕刻刀振动过大时，通过特征提取将振动信息与标准振动状态比较，得出维持较低振动悬臂所需阻尼大小。

3)根据所需要的阻尼大小计算出励磁线圈所需的电流大小，并通过励磁线圈控制器提供，将振动调节到正常振动幅度范围。

4)在整个加工过程中，循环第二步与第三步，以振动检测为依据，实时动态调节磁流变的阻尼，减低振动，保证雕刻精度并避免不必要的雕刻刀磨损。

Claims (1)

1.一种数字式宽幅电子雕刻机雕刻刀的减振结构，其特征在于：在支撑套(1)中心孔中装有两端小、中间大的圆柱悬臂(18)，中间大的圆柱悬臂(18)向支撑套(1)内侧方向的小圆柱上依次装有第一励磁线圈(4)、第一隔圈(3)、第一缓冲垫(13)和隔磁套(2)，第一励磁线圈(4)与支撑套(1)间充有磁流变液(11)；中间大的圆柱悬臂(18)向支撑套(1)外侧方向的小圆柱上依次装有第二励磁线圈(5)、第二隔圈(6)和第二缓冲垫(9)，第二励磁线圈(5)与支撑套(1)间充有磁流变液(11)；在支撑套(1)开口处安装端盖(8)，伸出端盖(8)外的悬臂(18)小圆柱上装有连接盘(7)，第一励磁线圈(4)和第二励磁线圈(5)分别用第一线圈引线(12)、第二线圈引线(10)通过通孔与外面的控制器相接，悬臂(18)中间大圆柱面上开有等分布置的凹槽(19)，紧固螺钉(17)从支撑套(1)的孔旋入，能使悬臂(18)在凹槽(19)导向下产生轴向滑动。

Images