CN102198480B - 高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机 - Google Patents

Abstract

一种高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机，含有机床主体、校直机构、压紧送料机构、上变径机构、节距机构、芯轴、中变径机构、下变径机构、电脑控制盒、上切断机构、下切断机构。采用机械和计算机闭环技术及气压技术相结合设计而成，整个机床实现智能化操作，实现八轴数据控制，提高了机器的性能及可靠性，灵敏度高，响应快，尺寸精度准确，且减少人工操作量，提高了工作效率，操作安全、方便，节约能源消耗。实现“芯轴-切断”联体，使切断无尾钩，变径机构采用三轴设计，使产品加工精度高，提高产品质量及生产效率。

Description

高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机

技术领域

本发明涉及一种弹簧加工机械设备，特别是一种高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机。

背景技术

在机械、汽车、拖拉机、电器等行业中，弹簧作为最基本的机械零件之一，尤其是用于机械中平衡机构的螺旋弹簧，在国民经济和社会生活的各个领域都有着广泛的应用。所以：对加工弹簧的机械设备提出了更高的技术要求。以往加工弹簧的设备多为纯机械式卷簧机，构造复杂，功能单一，调试繁琐，加工精度低，为了提高生产效率，许多工厂采用单片机控制弹簧的成型。目前国内市场上，卷制螺旋压缩弹簧的成型机，大都采用五轴，包括送线、节距、变径、上切刀、下切刀机构。在卷制鼓形(凹凸)螺旋压缩弹簧时，用凸轮机构组合可以实现成型，但无法切断。在卷制大外径弹簧时不易成形，不能满足高精度弹簧的技术要求，而且在切断弹簧时，切断力较大，芯轴会产生微移现象，加工出的弹簧容易出现尾钩，所以：不能达到理想的技术效果。在国内同行业中：科研单位和企业科技人员在不断地研究、探索、改进螺旋压缩弹簧成型机构造，虽然在技术上取得一些进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题，希望研究出更加精确、比较完善的弹簧成型机。

发明内容

本发明的目的在于克服以上不足，提供一种高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机，采用计算机闭环技术，在原有结构上创新，实现八轴数据控制，整个机床实现智能化操作，安全、方便，提高产品质量及生产效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含有机床主体、校直机构、压紧送料机构、上变径机构、节距机构、芯轴、中变径机构、下变径机构、电脑控制盒、上切断机构、下切断机构，机床主体是用钢板焊接而成的长方体框式，下端设有底座；机床主体的前墙板中心方孔位置设有芯轴；在芯轴的上下两端设有切断机构，分上切断机构及下切断机构；在芯轴左边、压紧送料机构的右边设有节距机构；在芯轴的右上方设有上变径机构，右中间设有中变径机构，右下方设有下变径机构；在芯轴的左边设有压紧送料机构与校直机构，压紧送料机构上面设有管接头，与空压机的气管相连接，八轴均设有独立的伺服电机，伺服电机的电路与机床主体上的电脑控制盒相连接，电脑控制盒里系统采用计算机闭环技术，并设有触摸按钮及显示屏；所述八轴为压紧送料机构、上变径机构、节距机构、中变径机构、下变径机构、芯轴、上切断机构、下切断机构；变径机构采用三轴设计，为上变径机构、中变径机构、下变径机构；采用电流环和速度环的晶体管脉宽调制变频器和矩形波电流驱动的永磁交流伺服电机，使系统的调速比为1∶10000，反应时间为20毫秒。

该高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机采用的技术原理是：采用机械和计算机闭环技术及气压技术相结合设计而成，利用计算机程序控制弹簧成型机各道机械加工程序，在计算机内设定不同型号弹簧的对应参数，需要加工某种不同尺寸的弹簧时，只需输入相应参数，即可使整个机床实现智能化操作，实现八轴数据控制，八轴：包括压紧送料机构、上变径机构、节距机构、中变径机构、下变径机构、芯轴、上切断机构、下切断机构。八轴均设有独立的伺服电机，伺服电机由电脑控制盒系统控制，驱动芯轴各机构运行。采用电流环和速度环的晶体管脉宽调制变频器和矩形波电流驱动的永磁交流伺服电机。使系统的调速比为1∶10000，反应时间为20毫秒，提高了整个机体的性能及可靠性，且成本低。弹簧钢丝先经过校直机构上的送料架，钢丝经过校直机构对弯曲的钢丝进行校直，由电脑控制送线滚轮旋转，压紧送料机构上设有滚轮，利用气压的原理压住滚轮，滚轮压住弹簧钢丝，借助滚轮与钢丝表面的接触摩擦力，推动钢丝向芯轴方向运动，变径机构采用三轴设计，依靠上、中、下变径机构的限位及导向作用使钢丝弯曲，卷成螺旋形状，上、下变径机构可在各自的滑槽中移动，控制弹簧圈径的大小。节距机构做垂直运动，使卷绕的钢丝形成螺纹升角。通过控制节距机构的位置，控制弹簧节距的大小，达到设定长度后，卷绕完毕，停止送线，由上切断机构、下切断机构自动将钢丝切断，实现“芯轴-切断”联体，使切断无尾钩，形成所需的圆柱螺旋弹簧。芯轴则作为上、下切断机构切断钢丝的一个主要支承，同时实现各种变径、变距弹簧的卷制。采用该技术，不但提高弹簧的加工质量，达到高精度，又能节约能源消耗，提高生产效率。

本发明有益效果是：本机床采用机械和计算机闭环技术及气压技术相结合设计而成，整个机床实现智能化操作，实现八轴数据控制，提高了机器的性能及可靠性，灵敏度高，响应快，尺寸精度准确，且减少人工操作量，提高了工作效率，操作安全、方便，节约能源消耗。实现“芯轴-切断”联体，使切断无尾钩，变径机构采用三轴设计，使产品加工精度高，提高产品质量及生产效率。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述：

图1是高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机主视示意图

图2是高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机左视示意图

在图中：1.机床主体、2.校直机构、3.压紧送料机构、4.上变径机构、5.节距机构、6.芯轴、7.中变径机构、8.下变径机构、9.电脑控制盒、10.上切断机构、11.下切断机构。

具体实施方式

在图1、图2中：机床主体1是用钢板焊接而成的长方体框式，下端设有底座；机床主体1的前墙板中心方孔位置设有芯轴6；在芯轴6的上下两端设有切断机构，分上切断机构10及下切断机构11；在芯轴6左边、压紧送料机构3的右边设有节距机构5；在芯轴6的右上方设有上变径机构4，右中间设有中变径机构7，右下方设有下变径机构8；在芯轴6的左边设有压紧送料机构3与校直机构2，压紧送料机构3上面设有管接头，与空压机的气管相连接，八轴均设有独立的伺服电机，伺服电机的电路与机床主体1上的电脑控制盒9相连接，电脑控制盒9里系统采用计算机闭环技术，并设有触摸按钮及显示屏，构成了一种高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机。

采用机械和计算机闭环技术及气压技术相结合设计而成，利用计算机程序控制弹簧成型机各道机械加工程序，在计算机内设定不同型号弹簧的对应参数，需要加工某种不同尺寸的弹簧时，只需输入相应参数，即可使整个机床实现智能化操作，实现八轴数据控制，八轴：包括压紧送料机构3、上变径机构4、节距机构5、中变径机构7、下变径机构8、芯轴6、上切断机构10、下切断机构１１。八轴均设有独立的伺服电机，伺服电机由电脑控制盒9系统控制，驱动芯轴6各机构运行。采用电流环和速度环的晶体管脉宽调制变频器和矩形波电流驱动的永磁交流伺服电机。使系统的调速比为1∶10000，反应时间为20毫秒，提高了整个机体的性能及可靠性，且成本低。弹簧钢丝先经过校直机构2上的送料架，钢丝经过校直机构2对弯曲的钢丝进行校直，由电脑控制送线滚轮旋转，压紧送料机构3上设有滚轮，利用气压的原理压住滚轮，滚轮压住弹簧钢丝，借助滚轮与钢丝表面的接触摩擦力，推动钢丝向芯轴6方向运动，变径机构采用三轴设计，依靠上、中、下变径机构(4、7、8)的限位及导向作用使钢丝弯曲，卷成螺旋形状，上、下变径机构(4、8)可在各自的滑槽中移动，控制弹簧圈径的大小。节距机构5做垂直运动，使卷绕的钢丝形成螺纹升角。通过控制节距机构5的位置，控制弹簧节距的大小，达到设定长度后，卷绕完毕，停止送线，由上切断机构10、下切断机构11自动将钢丝切断，实现“芯轴-切断”联体，使切断无尾钩，形成所需的圆柱螺旋弹簧。芯轴6则作为上、下切断机构(10、１１)切断钢丝的一个主要支承，同时实现各种变径、变距弹簧的卷制。采用该技术，不但提高弹簧的加工质量，达到高精度，又能节约能源消耗，提高生产效率。

Claims (1)

1.高精度数控八轴螺旋压缩弹簧成形机，含有机床主体、校直机构、压紧送料机构、上变径机构、节距机构、芯轴、中变径机构、下变径机构、电脑控制盒、上切断机构、下切断机构，其特征是：机床主体是用钢板焊接而成的长方体框式，下端设有底座；机床主体的前墙板中心方孔位置设有芯轴；在芯轴的上下两端设有切断机构，分上切断机构及下切断机构；在芯轴左边、压紧送料机构的右边设有节距机构；在芯轴的右上方设有上变径机构，右中间设有中变径机构，右下方设有下变径机构；在芯轴的左边设有压紧送料机构与校直机构，压紧送料机构上面设有管接头，与空压机的气管相连接，八轴均设有独立的伺服电机，伺服电机的电路与机床主体上的电脑控制盒相连接，电脑控制盒里系统采用计算机闭环技术，并设有触摸按钮及显示屏；所述八轴为压紧送料机构、上变径机构、节距机构、中变径机构、下变径机构、芯轴、上切断机构、下切断机构；变径机构采用三轴设计，为上变径机构、中变径机构、下变径机构；采用电流环和速度环的晶体管脉宽调制变频器和矩形波电流驱动的永磁交流伺服电机，使系统的调速比为1∶10000，反应时间为20毫秒。

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