CN103170905A - 陶瓷插芯内孔自动研磨装置及研磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种陶瓷插芯内孔自动研磨装置及研磨方法，装置包括PLC控制器以及分别与PLC控制器连接的传动装置、车头部分、左钢丝张紧装置、右钢丝张紧装置等，PLC控制器还通过数据线与触摸屏连接。本发明的积极效果是：由高“灵敏度”电磁感应开关控制“磨削力”上限，以确保磨具（钢丝）不被拉断；与此同时，在装置上还安装了“断线保护装置”，确保万无一失；可设置多种加工工艺流程及参数，且可固化，也可随时优选变更；加工产品质量可靠，可控；圆孔尺寸精度的离散度可收窄，且几何形状可得以保证；采用PLC程序控制，通过工艺固化提高了产品质量的稳定性；“触摸屏”操作界面，直观、更加人性化；可一人操作多台机器。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种陶瓷插芯内孔自动研磨装置及研磨方法。
背景技术
在光通信产品中，陶瓷插芯产品加工精度要求非常高，如插芯内孔（与外圆）同心度为0.001mm,光洁度为0.2um.因此在这种高精度要求之下、且陶瓷材质难于加工的情况下，常常采用研磨方式加工。而现有研磨方式主要还是靠手工研磨，具体研磨方式如下：
陶瓷插芯毛坯（即工件）装夹在旋转装置上，在毛坯预孔内穿入钢丝（钢丝一端被腐蚀成小尺寸，中间是一段锥度，另一端是未腐蚀端（即要加工的孔径大小）），工件（即待磨的陶瓷插芯）旋转，人工靠“感觉”用两只手推动磨具（即钢丝，在钢丝上敷有研磨膏）往复运动推进完成。
以上方式加工出的陶瓷插芯产品存在以下缺陷：
1、孔的形状不圆；
2、孔径尺寸不易控制；
3、孔壁粗糙度较差；
4、每台设备都需要一个人操作，同时消耗体力；其质量受控于人为因素较多。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种陶瓷插芯内孔自动研磨装置及研磨方法，采用“伺服电动机”、由PLC编程控制，经“精密丝杆”传动实现工件自动进给、同时采用“传感技术”控制磨削扭力及推进拉力在钢丝承受安全范围内，以实现连续作业规程。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种陶瓷插芯内孔自动研磨装置，包括PLC控制器以及分别与PLC控制器连接的传动装置、车头部分、左钢丝张紧装置、右钢丝张紧装置等，PLC控制器还通过数据线与触摸屏连接。
本发明还提供了一种陶瓷插芯内孔自动研磨方法，包括如下步骤：
步骤一、首先将若干陶瓷插芯依次穿在腐蚀后的钢丝上，然后将钢丝已腐蚀端固定在左钢丝张紧装置的钢丝尾部固定装置上，并使钢丝穿过车头部分的弹簧夹头，然后从车头部分的阻挡杠杆的缝隙中穿出，固定在右钢丝张紧装置的钢丝尾部固定装置上，同时调节好左、右侧的拉伸弹簧的力度；
步骤二、启动电源及触摸屏，PLC控制器发出控制信号，使传动装置的电机得电，通过同步带带动滚珠丝杠转动，从而带动车头部分往左移动，插芯头部穿过弹簧夹头触碰到阻挡杠杆，并将阻挡杠杆顶开后，推动阻挡杠杆摆动，脱离第二接近开关，第二接近开关检测到插芯，并将检测信号发送给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，使小气缸通过电磁阀得电，伸出活塞杆，往下压住旋转臂，从而使阻挡杠杆挡住穿过弹簧夹头的插芯，避免插芯往后移动；第一接近开关检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号使大气缸的活塞杆向左伸出，使杠杆通过连杆带动弹簧夹头往左移动，从而使弹簧夹头头部在斜面的压力下将插芯压紧；第二接近开关检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，控制主轴电机转动，通过圆形塑料带带动主轴弹簧夹头转动，从而带动插芯旋转，同时整个车头部分在滚珠丝杠的带动下往右移动，这样插芯在经过腐蚀的、具有坡度的钢丝上不停地被研磨，直到内孔孔径达到要求；
步骤三、内孔孔径达到要求的插芯通过钢丝坡度，到达终点，设置在终点的开关传感器检测到信号，并将检测信号发送给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，令大气缸的活塞杆缩回，从而使弹簧夹头将插芯松开；第二接近开关检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号使小气缸缩回，完成一个插芯的加工流程；第一接近开关检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，令车头部分往左移动，开始下一个插芯的加工流程；直到所穿插芯全部研磨合格后自动停机，将合格的插芯从穿入端依次取下，再穿入下一批待加工插芯，开机进行新一轮加工磨削。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
1、由高“灵敏度”电磁感应开关控制“磨削力”上限，以确保磨具（钢丝）不被拉断；与此同时，在装置上还安装了“断线保护装置”，确保万无一失。
2、可设置多种加工工艺流程及参数，如：进、退刀速度、距离、工件转速等，且可固化，也可随时优选变更。
3、加工产品质量可靠，可控。
4、圆孔尺寸精度的离散度可收窄，且几何形状可得以保证；由此为下一“外圆加工工序”完成后使“内、外圆之同轴度”的提高打下良好的基础。
5、采用PLC程序控制，工艺固化后，就排除了“因人而异”造成对产品质量的不稳定性。
6、“触摸屏”操作界面，直观、更加人性化；可一人操作多台机器。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是车头部分的结构示意图；
图2是左钢丝张紧装置的结构示意图；
图3是右钢丝张紧装置的结构示意图；
图4是自动内孔研磨装置的整体结构示意图。
具体实施方式
一种陶瓷插芯内孔自动研磨装置，包括PLC控制器以及分别与PLC控制器连接的传动装置、车头部分、左钢丝张紧装置、右钢丝张紧装置等，PLC控制器还通过数据线与触摸屏连接，在所述触摸屏上设置有控制按钮。
所述传动装置包括电机、滚珠丝杠和滑轨。电机置于设备后方，滚珠丝杠和滑轨位于前方同一个平面内。所述电机通过同步带带动滚珠丝杠转动，从而带动车头部分在滑轨上左右平行地来回移动。
所述车头部分的结构如图1所示，包括：主轴电机1、杠杆2、底板3、大带轮4、圆形塑料带5、小带轮6、小气缸7、弹簧8、第一接近开关9、钢丝弹簧10、旋转臂11、硬限位12、第二接近开关13、研磨膏盒14、阻挡杠杆15、大气缸16、弹簧夹头17，其中：主轴电机1设置在底板3上，主轴电机1与大带轮4连接，大带轮4通过圆形塑料带5与小带轮6连接,小带轮6与弹簧夹头17同轴连接，弹簧夹头17通过连杆与杠杆2螺纹连接，杠杆2与大气缸16通过铰链连接；在底板3上设置有支架，在支架上固定有小气缸7和第一接近开关9，在底板3上设置有旋转臂11，旋转臂11通过铰链与阻挡杠杆15连接，钢丝弹簧10把阻挡杠杆15与旋转臂11拉住，第二接近开关13穿入在旋转臂11孔内，固定在支架上面，拉伸弹簧8将旋转臂11与底板3拉住，研磨膏盒14通过铰链固定在底板3上；在底板3上设置有硬限位12，硬限位12是限制旋转臂11的极限位置，也就是说旋转臂旋转不能超越这个位置。
所述左钢丝张紧装置的结构如图2所示，包括导向装置18、绕线轮19、钢丝断裂检测传感器20、尾部钢丝固定装置21、张紧轮22、第三接近开关23、摆杆24、底板25。其中：导向装置18通过固定块固定在底板25上 ，绕线轮19通过转轴固定在底板25上，尾部钢丝固定装置21固定在底板25上，钢丝断裂检测传感器20固定在底板25上，张紧轮22固定在摆杆24上，同时摆杆24固定在底板25上，在底板25中部设置有挂板，在挂板和摆杆24之间设置有拉伸弹簧（见图2的A处）。，第三接近开关23固定在底板25上。
所述右钢丝张紧装置的结构如图3所示，包括钢丝导向装置26、摆动杠杆27、张紧轮28、钢丝尾部固定装置29、维修支架30 、绕线轮31、底板32.其中： 钢丝导向装置26通过固定块固定在底板32上，张紧轮28固定在摆动杠杆27上，同时摆动杠杆27固定在底板32上，在底板32中部设置有挂板，在挂板和摆动杠杆27之间设置有拉伸弹簧（见图3的B处）。钢丝尾部固定装置29固定在底板32最右侧，绕线轮31固定在底板32的中间，维修支架30固定在底板32的底面上。
以上为自动内孔研磨装置的主要四大部分。其整体结构如图4所示，包括触摸屏33、外罩34、左钢丝张紧装置35、车头部分36、右钢丝张紧装置37、传动装置风琴罩38等。其中：左钢丝张紧装置35和右钢丝张紧装置37分别置于车头部分36的左右两侧，车头部分36放置于滑轨上面，同时与滚珠丝杠的螺母连接固定，当外罩34内的电机带动滚珠丝杠转动时，车头部分36就在滑轨上面左右滑动。
本发明还提供了一种陶瓷插芯内孔自动研磨方法，包括如下步骤：
步骤一、首先将若干陶瓷插芯依次穿在腐蚀后的钢丝上，然后将钢丝左端（即已腐蚀端，或细端）固定在左钢丝张紧装置35的钢丝尾部固定装置21上，并使钢丝穿过车头部分36的弹簧夹头17，然后从车头部分的阻挡杠杆15的缝隙中穿出，固定在右钢丝张紧装置35的钢丝尾部固定装置29上，同时调节好左、右侧的拉伸弹簧（分别设置在图2、图3中的A、B处）的力度；
步骤二、启动电源及触摸屏，PLC控制器发出控制信号，使传动装置的电机得电，通过同步带带动滚珠丝杠转动，从而带动车头部分36往左移动，插芯头部穿过弹簧夹头17触碰到阻挡杠杆15，并将阻挡杠杆15顶开后，推动阻挡杠杆15摆动，此时阻挡杠杆15脱离第二接近开关13，第二接近开关13检测到插芯，并将检测信号发送给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，使小气缸7通过电磁阀得电，伸出活塞杆，往下压住旋转臂11，从而使阻挡杠杆15挡住穿过弹簧夹头的插芯，避免插芯往后移动（阻挡杠杆15的位置即为穿过弹簧夹头的插芯左移的上限位）；第一接近开关9检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号使大气缸16的活塞杆向左伸出，使杠杆2通过连杆带动弹簧夹头往左移动，从而使弹簧夹头17头部在斜面的压力下将插芯压紧；第二接近开关13检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，控制主轴电机1转动，通过圆形塑料带5带动主轴弹簧夹头17转动，从而带动插芯旋转，同时整个车头部分36在滚珠丝杠的带动下往前（即向右）移动，这样插芯在经过腐蚀的、具有一定坡度的钢丝上（研磨膏盒14中的研磨膏附着在钢丝上）不停地被研磨，直到内孔孔径达到要求。具体的研磨过程如下：
当插芯沿着钢丝前进（往右移动），遇到阻力达到上限后，将会导致钢丝往右移动，这时钢丝左端张紧装置35上的第三接近开关23检测到信号，并将检测信号发送给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，令滚珠丝杠反转，从而带动车头部分36往左移动，插芯亦随阻挡杠杆15后退（即左移），当插芯退回到钢丝坡度下之后，钢丝受向右的力减少往左移动，这时左边的钢丝张紧装置35中的第三接近开关23检测到信号，PLC控制器发出控制信号，使车头部分36在滚珠丝杠的带动下往右移；当往右移动遇到阻力又达到上限后，插芯又将往回（往左）移动，插芯亦随阻挡杠杆15往右移，当遇到阻力达到上限后，插芯又将往左移动，插芯就这样在滚珠丝杠的带动下在附着有研磨膏的钢丝上往返地来回移动，不断地被钢丝研磨。
步骤三、研磨合格（内孔孔径达到要求）的插芯顺利地通过钢丝坡度，到达终点（即未腐蚀端的设定位置），设置在终点的开关传感器检测到信号，并将检测信号发送给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，令大气缸16的活塞杆缩回，从而使弹簧夹头17将插芯松开；第二接近开关13检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号使小气缸7缩回，完成一个插芯的加工（研磨）流程；第一接近开关9检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，令车头部分36往左移动，开始下一个插芯的加工流程；直到所穿插芯全部研磨合格后自动停机，将合格的插芯从穿入端依次取下，再依次穿入待加工插芯，开机进行下一轮加工磨削。
Claims (8)
1.一种陶瓷插芯内孔自动研磨装置，其特征在于：包括PLC控制器以及分别与PLC控制器连接的传动装置、车头部分、左钢丝张紧装置、右钢丝张紧装置等，PLC控制器还通过数据线与触摸屏连接。
2.根据权利要求1所述的陶瓷插芯内孔自动研磨装置，其特征在于：所述传动装置包括电机、滚珠丝杠和滑轨，所述电机通过同步带带动滚珠丝杠转动。
3.根据权利要求1所述的陶瓷插芯内孔自动研磨装置，其特征在于：所述车头部分包括设置在底板上的主轴电机，主轴电机与大带轮连接，大带轮通过圆形塑料带与小带轮连接,小带轮与弹簧夹头同轴连接，弹簧夹头通过连杆与杠杆连接，杠杆与大气缸通过铰链连接；在底板上设置有支架，在支架上固定有小气缸和第一接近开关，在底板上设置有旋转臂，旋转臂通过铰链与阻挡杠杆连接，钢丝弹簧把阻挡杠杆与旋转臂拉住，第二接近开关穿入在旋转臂孔内，固定在支架上面，拉伸弹簧将旋转臂与底板拉住，研磨膏盒通过铰链固定在底板上。
4.根据权利要求1所述的陶瓷插芯内孔自动研磨装置，其特征在于：所述左钢丝张紧装置包括设置在底板上的导向装置、绕线轮、尾部钢丝固定装置、第三接近开关和摆杆，在摆杆上固定有张紧轮，绕线轮通过转轴固定在底板上。
5.根据权利要求4所述的陶瓷插芯内孔自动研磨装置，其特征在于：在所述左钢丝张紧装置的底板上还商团有钢丝断裂检测传感器。
6.根据权利要求1所述的陶瓷插芯内孔自动研磨装置，其特征在于：所述右钢丝张紧装置包括设置在底板上的钢丝导向装置、钢丝尾部固定装置、绕线轮和摆动杠杆，其中：在摆动杠杆上固定有张紧轮，绕线轮通过转轴固定在底板上。
7.一种陶瓷插芯内孔自动研磨方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、首先将若干陶瓷插芯依次穿在腐蚀后的钢丝上，然后将钢丝已腐蚀端固定在左钢丝张紧装置的钢丝尾部固定装置上，并使钢丝穿过车头部分的弹簧夹头，然后从车头部分的阻挡杠杆的缝隙中穿出，固定在右钢丝张紧装置的钢丝尾部固定装置上，同时调节好左、右侧的拉伸弹簧的力度；
步骤二、启动电源及触摸屏，PLC控制器发出控制信号，使传动装置的电机得电，通过同步带带动滚珠丝杠转动，从而带动车头部分往左移动，插芯头部穿过弹簧夹头触碰到阻挡杠杆，并将阻挡杠杆顶开后，推动阻挡杠杆摆动，脱离第二接近开关，第二接近开关检测到插芯，并将检测信号发送给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，使小气缸通过电磁阀得电，伸出活塞杆，往下压住旋转臂，从而使阻挡杠杆挡住穿过弹簧夹头的插芯，避免插芯往后移动；第一接近开关检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号使大气缸的活塞杆向左伸出，使杠杆通过连杆带动弹簧夹头往左移动，从而使弹簧夹头头部在斜面的压力下将插芯压紧；第二接近开关检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，控制主轴电机转动，通过圆形塑料带带动主轴弹簧夹头转动，从而带动插芯旋转，同时整个车头部分在滚珠丝杠的带动下往右移动，这样插芯在经过腐蚀的、具有坡度的钢丝上不停地被研磨，直到内孔孔径达到要求；
步骤三、内孔孔径达到要求的插芯通过钢丝坡度，到达终点，设置在终点的开关传感器检测到信号，并将检测信号发送给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，令大气缸的活塞杆缩回，从而使弹簧夹头将插芯松开；第二接近开关检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号使小气缸缩回，完成一个插芯的加工流程；第一接近开关检测到信号，并传给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，令车头部分往左移动，开始下一个插芯的加工流程；直到所穿插芯全部研磨合格后自动停机，将合格的插芯从穿入端依次取下，再穿入下一批待加工插芯，开机进行新一轮加工磨削。
8.根据权利要求7所述的陶瓷插芯内孔自动研磨方法，其特征在于：步骤二所述的插芯在钢丝上不停地被研磨的具体过程如下：
当插芯沿着钢丝往右移动，遇到阻力达到上限后，将会导致钢丝往右移动，这时钢丝左端张紧装置上的第三接近开关检测到信号，并将检测信号发送给PLC控制器，PLC控制器发出控制信号，令滚珠丝杠反转，从而带动车头部分往左移动，插芯亦随阻挡杠杆左移退回，当插芯退回到钢丝坡度下之后，钢丝受向右的力减少往左移动，这时左边的钢丝张紧装置中的第三接近开关检测到信号，PLC控制器发出控制信号，使车头部分在滚珠丝杠的带动下往右移，插芯亦随阻挡杠杆往右移，当遇到阻力达到上限后，插芯又将往左移动，插芯就这样在滚珠丝杠的带动下在附着有研磨膏的钢丝上往返地来回移动，不断地被钢丝研磨。
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