CN102814508B - 光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备，包括振动送料单元、推料单元、产品方向识别单元、刀具调整及进给单元和退料单元；推料单元包括相互垂直设置的推料气缸和错位气缸，产品方向识别单元包括可水平转动的定位块和轴杆，退料单元包括设置在车床夹头后端的吹气装置。由于采用了错位气缸、产品方向识别单元以及吹气装置，既可以对错位的待加工零件进行调整，还可以对进料方向相反的零件进行调整，并在加工完毕后通过吹气方式进行退料，实现了对这种细小的光纤零部件的自动加工过程，提高了生产效率和产品质量，降低了产品加工成本，降低了对操作人员的素质要求，利于实现自动化生产，提升了光纤设备行业的加工水平。

Description

光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备

技术领域

本发明涉及光纤通信器件的加工设备领域，尤其涉及的是一种光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备。

背景技术

自1970年美国康宁公司成功研制出光纤以来，光纤通信距今已经历近40年的发展，随着全球信息化及互联网络的飞速发展，更突显出网络光纤化的重要性、迫切性与必然性。光模块是组成光纤网络的基本单元，其应用非常广泛。

如图1所示，图1是现有技术中光纤陶瓷插芯金属组件的内部结构剖视图，作为光模块核心部件的光纤陶瓷插芯金属组件，其封装结构包括光纤陶瓷插芯110、陶瓷套管120、不锈钢金属压块130和不锈钢金属前盖140，所述光纤陶瓷插芯110中轴向设置有可穿过光纤的内孔121，所述光纤陶瓷插芯110的一端卡在所述不锈钢金属压块130中，所述陶瓷套管120套接在所述光纤陶瓷插芯110的另一端，所述不锈钢金属前盖140设置在所述不锈钢金属压块130的前端，所述陶瓷套管12位于所述不锈钢金属前盖140的内部，而本发明待加工的光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件指的就是所述不锈钢金属前盖140。

现有技术中，所述光纤陶瓷插芯金属组件又称为同轴器件，由于其封装后的组件成品对尺寸、形位公差以及可靠性的要求都极高，为了满足其产品的严格要求，组成成品的各个零部件的加工精度要求也极高；在其封装所用的不锈钢精密零件中，孔径尺寸公差通常为5～8um，同轴度等形位公差通常小于10um，长期以来都基本由日本公司生产或采用日本中高端设备如西铁城(CITIZEN)、STAR、津上(SUMGAMI)等公司的设备加工，其价格通常较高，从而影响了光纤陶瓷插芯金属组件的生产成本。

尤其是在加工所述不锈钢前盖140零件的过程中，其入口端内倒角的加工是影响此类产品生产效率及价格的最关键因素。该不锈钢前盖140入口处作为光模块与光纤活动连接器插拔部位，通常要求倒角大小一致，倒角部位与内孔过渡处无任何毛刺尖角，且表面粗糙度小于1.6um。

目前的不锈钢金属前盖140内倒角加工设备及工艺通常有以下几种方式：

1、采用常规不带背轴CNC车床，所述不锈钢金属前盖140可在这种CNC车床上一次加工完成，无需后续处理；如图2所示，图2是现有技术中加工不锈钢金属前盖内倒角的示意图，不锈钢金属前盖140的内倒角141可采用镗孔勾刀150加工完成；但是，由于，所述不锈钢金属前盖140上的孔径较小，直径只有1.3mm，限制了镗孔勾刀150的宽度必须小于0.6mm，而镗孔勾刀150悬伸长度却有7mm，使得刀具强度差，再加上在加工时又为不通孔，排屑不畅，加工余量较大，刀具磨损快，加工效率及产品的一致性较差。

2、采用带背轴高端CNC车床，分主轴夹持及背轴夹持的两次加工完成，这种生产方式加工出的不锈钢金属前盖140品质好无需后续处理；但是生产效率相对较低，产品价格昂贵。

3、先采用常规CNC车床加工外形及内孔，再在桌上车床加工出前端内倒角，尽管这种生产方式生产效率较高，但是需要二次加工工序，尤其是内倒角加工工序，对桌上车床操作人员的技能要求很高，其操作技能的熟练度将影响到不锈钢金属前盖140内倒角的加工品质。

因此，现有技术尚有待改进和发展。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种专门的内倒角加工设备，对于加工光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢金属前盖等类似的不锈钢零件而言，可提高生产效率和产品质量，降低产品加工成本，降低对操作人员的素质要求，利于实现自动化生产。

本发明的技术方案如下：一种光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备，包括振动送料单元、推料单元、产品方向识别单元、刀具调整及进给单元和退料单元；其中：

所述振动送料单元，通过送料槽连接至所述推料单元，用于将待加工零件排列有序地依次送入所述推料单元；

所述推料单元，包括相互垂直设置的推料气缸和错位气缸，用于在推料的过程中调整错位的零件，并将其送入所述产品方向识别单元；

所述产品方向识别单元，包括定位块、轴杆、换向电机和传感器，所述定位块中设置有适配所述待加工零件的导料孔腔，所述轴杆在所述推料气缸的推动下将所述待加工零件推入所述导料孔腔中，所述轴杆的前端设置有一段直径适配所述待加工零件台阶孔的顶料杆，所述传感器根据所述待加工零件在所述定位块中的不同感应位置，控制所述换向电机水平转动所述定位块，用于调整所述待加工零件的待加工方向；当待加工零件的待倒角端正对轴杆时，经传感器识别后，控制定位块水平旋转180°；当待加工零件的台阶孔端正对轴杆时，在推料汽缸的推动下，将待加工零件推入产品夹持定位单元；

所述产品夹持定位单元，包括气爪、步进电机、同步带机构、车床夹头，所述气爪在所述步进电机的驱动下，通过所述同步带机构移动到所述车床夹头处，用于将所述待加工零件转移到所述车床夹头上；

所述刀具调整及进给单元，包括伺服电机和刀架，所述刀架在所述伺服电机的驱动下用于对所述车床夹头上的待加工零件进行内倒角加工；

所述退料单元，包括设置在所述车床夹头后端的吹气装置，用于将内倒角加工完毕的零件吹出所述车床夹头。

所述的光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备，其中：所述定位块上设置有对应所述传感器的通孔，所述通孔垂直穿过所述导料孔腔。

本发明所提供的光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备，由于采用了错位气缸、产品方向识别单元以及吹气装置，既可以对错位的待加工零件进行调整，还可以对进料方向相反的零件进行调整，并在加工完毕后通过吹气方式进行退料，实现了对这种细小的光纤零部件的自动加工过程，提高了生产效率和产品质量，降低了产品加工成本，降低了对操作人员的素质要求，利于实现自动化生产，提升了光纤设备行业的加工水平。

附图说明

图1是现有技术中光纤陶瓷插芯金属组件的内部结构剖视图。

图2是现有技术中加工不锈钢金属前盖内倒角的示意图。

图3是本发明光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件内倒角加工设备的立体图。

图4是本发明内倒角加工设备中振动送料单元和推料单元的立体图。

图5是本发明内倒角加工设备中产品方向识别单元的立体图。

图6是本发明内倒角加工设备中产品方向识别单元的内部结构示意图。

图7是本发明内倒角加工设备中产品夹持定位单元、刀具调整及进给单元和推料单元的立体图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的具体实施方式和实施例加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并非用于限定本发明的具体实施方式。

如图3所示，图3是本发明光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件内倒角加工设备的整体立体图，该内倒角自动加工设备包括设置在同一平台或支架200之上顺次连接设置的振动送料单元210，推料单元220，产品方向识别单元230，产品夹持定位单元240，刀具调整及进给单元250，退料单元260。

结合图4所示，图4是本发明内倒角加工设备中振动送料单元和推料单元的立体图；具体的，所述振动送料单元包括振动盘211和送料槽212、，所述送料槽212的一端连接从所述振动盘211中引出，所述送料槽212的另一端连接至所述推料单元，用于将待加工内倒角的零件通振动的方式排列有序地依次送入所述推料单元，所述推料单元包括推料气缸223和错位气缸224，所述错位气缸214与所述推料气缸213垂直设置，用于在推料的过程中调整错位的零件。

结合图5所示，图5是本发明内倒角加工设备中产品方向识别单元的立体图；具体的，所述产品方向识别单元包括定位块231、轴杆232、换向电机233和传感器234，所述定位块231底面的中部连接至垂直设置的所述换向电机233上，用于水平转动所述定位块231，以调整待加工零件的方向，所述定位块231上设置有适配所述传感器234感应的通孔231a，所述传感器234依据待加工零件在所述定位块231中的不同感应位置，通过PLC系统控制所述换向电机233转动，使所述定位块231水平旋转180°。

结合图6所示，图6是本发明内倒角加工设备中产品方向识别单元的内部结构示意图，所述定位块231中设置有适配待加工零件不锈钢前盖140的导料孔腔231b，所述通孔231a垂直穿过所述导料孔腔231b，所述轴杆232的后端与所述推料气缸223相连，所述轴杆232在所述定位块231不转动时伸入所述导料孔腔231b中，所述轴杆232的前端设置有一段直径适配所述不锈钢前盖140台阶孔的顶料杆232a。

当所述不锈钢前盖140的待倒角端正对所述轴杆232时，所述顶料杆232a不能卡入所述不锈钢前盖140的台阶孔中，所述不锈钢前盖140在所述导料孔腔231b中的位置会超过所述通孔231a，经所述光纤传感器234识别后，反馈给PLC(Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)系统向发出所述换向电机233指令，控制所述定位块231水平旋转180°；当所述不锈钢前盖140的台阶孔端正对所述轴杆232时，所述顶料杆232a可以卡入所述不锈钢前盖140的台阶孔中，所述不锈钢前盖140在所述导料孔腔231b中的位置刚好位于所述通孔231a处，在所述推料气缸223的推动下，将待加工零件推入所述产品夹持定位单元。

结合图7所示，图7是本发明内倒角加工设备中产品夹持定位单元、刀具调整及进给单元和推料单元的立体图，所述产品夹持定位单元包括气爪241、步进电机242、同步带机构243和车床夹头244，所述气爪241设置在所述同步带机构243上，在所述步进电机242的驱动下，通过所述同步带机构243移动到所述车床夹头244处，用于将所述待加工零件转移到所述车床夹头244上。

当待加工零件经所述轴杆推出，落入张开的所述气爪241中时，气爪气缸241a动作，使与该气爪气缸241a相连的所述气爪241夹住所述待加工零件，并在所述同步带机构243的带动下，移动到所述车床夹头244处，所述气爪气缸241a复位，所述气爪241松开，所述待加工零件落入张开的所述车床夹头244中，夹头气缸244a动作，使与该夹头气缸244a相连的所述车床夹头244夹住所述待加工零件，与此同时，所述气爪241在所述同步带机构243的带动下，返回接料位接料。

所述刀具调整及进给单元包括伺服电机251和倒角252，当待加工零件夹固在所述车床夹头244上时，所述车床夹头244带动待加工零件高速旋转，所述刀架252在所述伺服电机251的驱动下用于对所述车床夹头244上的待加工零件进行内倒角加工。

所述推料单元包括设置在所述车床夹头244后端的吹气装置261，当内倒角加工完毕时，所述刀架252在所述伺服电机251的驱动下复位，所述夹头气缸244a复位，所述车床夹头244松开，所述吹气装置261用于将内倒角加工完毕的零件吹出所述车床夹头244。

不锈钢金属前盖经振动送料机构自动排序，由错位气缸错位后，推料气缸将其推进产品方向识别单元，产品方向识别单元根据其感应器感应的结果，由系统发出指令，驱动步进电机正转或反转来调整金属前盖的端面方向，方向调整完毕，推料气缸将不锈钢前盖从换向机构中推出，落入已预先张开的气爪中，气爪夹紧不锈钢前盖，由步进电机驱动同步带移送气爪至车床弹性夹头处，此时车床弹性夹头已伸出车床夹头套管作接料动作，气缸驱动气爪靠近弹性夹头，气爪张开，弹性夹头夹紧不锈钢前盖并在气缸的作用下缩回夹头套管，夹紧物料，气爪在步进马达驱动下回到下一接料位，气缸复位，夹紧下一颗物料。伺服电机驱动刀架进给作倒角的动作，倒角完毕，由吹气装置吹出物料，物料落入料盒，同时伺服电机驱动刀架快速退回；以上动作循环往复。

应当理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不足以限制本发明的技术方案，对本领域普通技术人员来说，在本发明的精神和原则之内，可以根据上述说明加以增减、替换、变换或改进，而所有这些增减、替换、变换或改进后的技术方案，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备，其特征在于，包括振动送料单元、推料单元、产品方向识别单元、刀具调整及进给单元和退料单元；其中：

所述振动送料单元，通过送料槽连接至所述推料单元，用于将待加工零件排列有序地依次送入所述推料单元；

所述推料单元，包括相互垂直设置的推料气缸和错位气缸，用于在推料的过程中调整错位的零件，并将其送入所述产品方向识别单元；

所述产品方向识别单元，包括定位块、轴杆、换向电机和传感器，所述定位块中设置有适配所述待加工零件的导料孔腔，所述轴杆在所述推料气缸的推动下将所述待加工零件推入所述导料孔腔中，所述轴杆的前端设置有一段直径适配所述待加工零件台阶孔的顶料杆，所述传感器根据所述待加工零件在所述定位块中的不同感应位置，控制所述换向电机水平转动所述定位块，用于调整所述待加工零件的待加工方向；当待加工零件的待倒角端正对轴杆时，经传感器识别后，控制定位块水平旋转180°；当待加工零件的台阶孔端正对轴杆时，在推料汽缸的推动下，将待加工零件推入产品夹持定位单元；

所述产品夹持定位单元，包括气爪、步进电机、同步带机构、车床夹头，所述气爪在所述步进电机的驱动下，通过所述同步带机构移动到所述车床夹头处，用于将所述待加工零件转移到所述车床夹头上；

所述刀具调整及进给单元，包括伺服电机和刀架，所述刀架在所述伺服电机的驱动下用于对所述车床夹头上的待加工零件进行内倒角加工；

所述退料单元，包括设置在所述车床夹头后端的吹气装置，用于将内倒角加工完毕的零件吹出所述车床夹头。

2.根据权利要求1所述的光纤陶瓷插芯金属组件用不锈钢零件的内倒角加工设备，其特征在于：所述定位块上设置有对应所述传感器的通孔，所述通孔垂直穿过所述导料孔腔。