CN103286359A

CN103286359A - 内齿钥匙数控加工设备

Info

Publication number: CN103286359A
Application number: CN2013102523555A
Authority: CN
Inventors: 孙洪进; 殷永江; 李贵生
Original assignee: Guizhou Huachang Automobile Electrics Co Ltd
Current assignee: Guizhou Huachang Automobile Electrics Co Ltd
Priority date: 2013-06-24
Filing date: 2013-06-24
Publication date: 2013-09-11

Abstract

本发明公开了一种内齿钥匙数控加工设备，包括机架（1）、计算机系统（2）、PLC控制系统（3）、齿形加工系统（4）；其中：计算机系统（2）通过数据接口与PLC控制系统（3）连接并双向传输数据；PLC控制系统（3）用于翻译、存储加工程序，采集齿形加工系统（4）中主轴、刀具、伺服电机的位置、状态信息，执行运算、计时、计数等操作生成控制指令，通过数据接口传输控制指令来控制齿形加工系统（4）的动作；齿形加工系统（4）安装在机架（1）上，包括控制刀具位置和转动的主轴刀具机构（41）、控制钥匙坐标的X/Y轴滑台机构（42）、夹紧钥匙的钥匙定位机构（43）。本发明专门为内齿钥匙加工而研发，加工精度高、加工效率高、操作简单、制造成本低。

Description

内齿钥匙数控加工设备

技术领域

本发明涉及钥匙加工设备，特别涉及一种内齿内齿钥匙数控加工设备。

背景技术

随着国内汽车工业技术与制造工艺的迅速发展，高中档轿车车用锁钥匙多采用内齿形结构，并迅速普及，目前已有取代原外齿形钥匙的趋势。此种结构钥匙具有外形美观、车锁互开率低、难于仿制等优点。由于受到技术保密和有关知识产权的制约，国内汽车配套企业还没有理想的自动化生产解决方案，没有真正达到产业化生产和运用，制约了企业的发展。

目前国内内齿形钥匙的加工大多采用普通铣床或改进的数控铣床进行加工，但因为不是专用为内齿钥匙加工而研发，需要熟练的操作工人和数控程序编制水平，且加工精度低、生产效率低、制造成本高。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种加工精度高、加工效率高、操作简单、制造成本低的内齿钥匙数控加工设备。

本发明的技术方案：一种内齿钥匙数控加工设备，包括机架、计算机系统、PLC控制系统、齿形加工系统；所述计算机系统通过数据接口与PLC控制系统连接并双向传输数据，用于编制、调取、传输数控加工程序至PLC控制系统，同时将PLC控制系统采集的信息显示出来；所述PLC控制系统用于翻译、存储加工程序，采集齿形加工系统中主轴、刀具、伺服电机的位置、状态信息，执行运算、计时、计数等操作生成控制指令，通过数据接口传输控制指令来控制齿形加工系统的动作；所述齿形加工系统安装在机架上，包括主轴刀具机构、X/Y轴滑台机构、钥匙定位机构，其中：所述主轴刀具机构包括将电机、主轴结合为一体结构的电主轴、安装在电主轴上的刀具夹头、位于刀具夹头下方的主轴固定座、与电主轴平行的主轴Z向导轨以及主轴Z向调节螺栓；所述X/Y轴滑台机构为公知技术中的数控十字滑台，包括伺服电机、滚珠丝杠、直线导轨、柔性联轴器；所述钥匙定位机构包括定位底座、安装在其上的导轨、沿导轨运动的夹紧块、平行于导轨的定位块、和位于导轨一侧的夹紧手轮。

上述的内齿钥匙数控加工设备，还包括冷却系统，包括水冷机构和风冷机构，分别与所述电主轴上的对应冷却接口连接。

上述的内齿钥匙数控加工设备，所述伺服电机供电模式为交流；滚珠丝杠循环方式为外循环双循环，精度为研磨级；直线导轨精度为高精度。

上述的内齿钥匙数控加工设备，所述电主轴内的滚珠轴承材质为陶瓷。

与现有技术相比，本发明由于采用了上述技术方案，开放式的计算机系统能确保齿形可定制度高，并且调取数据和进行数据组合非常迅速；PLC控制系统能确保齿形加工系统的正确运行；电主轴刀具机构采用主轴电机与主轴一体结构，同时X/Y轴滑台机构通过外循环双循环研磨级滚珠丝杠和高精度直线导轨控制X、Y轴，能保证加工精度，安全性高；风冷和水冷系统能保证主轴和刀具的可靠性和寿命；钥匙定位机构能对不同种类钥匙进行快速定位，操作简单、定位可靠，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的齿形加工系统的结构示意图；

图3为本发明的主轴刀具机构的结构示意图；

图4为本发明的X/Y轴滑台机构的结构示意图；

图5为本发明的钥匙定位机构的结构示意图。

图中标记：

1、机架；2、计算机系统；3、PLC控制系统；4、齿形加工系统；5、冷却系统；

41、主轴刀具机构；42、X/Y轴滑台机构；43、钥匙定位机构；

411、电主轴；412、刀具夹头；413、主轴固定座；

414、主轴Z向导轨；415、主轴Z向调节螺栓；

421、伺服电机；422、滚珠丝杠；423、直线导轨；

431、定位底座；432、导轨；433、定位块；434、夹紧块；

436、夹紧手轮。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的内齿钥匙数控加工设备的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的内齿钥匙数控加工设备，构成如图1所示，包括机架1、计算机系统2、PLC控制系统3、齿形加工系统4、冷却系统5。所述计算机系统2包括主机、输入设备、输出设备，其主机通过数据接口与PLC控制系统3连接并双向传输数据，用于编制、调取、传输数控加工程序至PLC控制系统3，同时将PLC控制系统3采集的信息显示出来。所述PLC控制系统3用于翻译、存储加工程序，采集齿形加工系统4中主轴、刀具、伺服电机的位置、状态信息，执行运算、计时、计数等操作生成控制指令，通过数据接口传输控制指令来控制齿形加工系统4的动作。所述齿形加工系统4安装在机架1上，包括主轴刀具机构41、X/Y轴滑台机构42、钥匙定位机构43，其中主轴刀具机构41、X/Y轴滑台机构42为数控，钥匙定位机构43为手动控制；所述主轴刀具机构41包括将电机、主轴结合为一体结构的电主轴411、安装在电主轴411上的刀具夹头412、位于刀具夹头412下方的主轴固定座413、与电主轴411平行的主轴Z向导轨414以及主轴Z向调节螺栓415；所述X/Y轴滑台机构42为公知技术中的数控十字滑台，包括交流伺服电机421、外循环双循环研磨级滚珠丝杠422、高精度直线导轨423、柔性联轴器；所述钥匙定位机构43包括定位底座431、安装在其上的导轨432、沿导轨运动的夹紧块434、平行于导轨的定位块433、和位于导轨一侧的夹紧手轮436。所述冷却系统5包括水冷机构和风冷机构，分别与所述电主轴411的对应冷却接口连接。

计算机系统中的软件会根据产品开发确定的齿形表建立齿形数据库，可实现产品规格选择、齿形表选择、设定加工开始与结束齿形号，并可进行内齿齿形加工面、加工起始位置、加工终点位置、刀具原点位置、进刀速度、空行程速度、初始进刀行程等参数的设定和调整。软件可选择连续加工和跳号加工模式。

交流伺服电机421可选用松下MINAS A4系列交流伺服电机，伺服控制器MADDT1207,伺服电机MSMD 022P1U，精度高、响应快、具备参数记忆、故障自诊断和分析功能，能保证设备控制精度；外循环双循环研磨级滚珠丝杠422可选用THK 的BNF 1605-2.5，双循环、内部预紧、钥匙行程精度极高；高精度直线导轨423采用EGH20CA，负载能力强（是滚珠导轨的5倍以上）、移动阻尼小、共振频率低、各方向精度均极高。以上结构确保了X/Y轴滑台机构42的工作行程精密可靠，保证了设备进给精度，实现了钥匙齿产品加工的高精度、高可靠性和稳定性，是普通数控铣床远无法做到的。

高速电主轴411采用主轴电机与主轴一体结构，结构紧凑、转动惯量小，所以转速范围大；同时由于采用陶瓷滚珠轴承，弹性轴向间隙消除方式，所以运转精度高，轴向串动、径向跳动小。采用变频器对转速、电压、电流、功率进行设置,并采用水冷却和风冷却两种方式，提高了电机的寿命。因为此高速电主轴411的采用，保证了零件加工的表面粗糙度和加工效率，而普通数控根本无法保证产品要求。

钥匙定位机构43通过定位底座431、导轨432、定位块433、夹紧块434和夹紧手轮436实现钥匙435的装夹定位。根据钥匙435种类不同，只需调整或更换夹紧块，即可实现不同种类钥匙产品加工，操作简便，定位可靠。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1. 一种内齿钥匙数控加工设备，其特征在于：包括机架（1）、计算机系统（2）、PLC控制系统（3）、齿形加工系统（4）；所述计算机系统（2）通过数据接口与PLC控制系统（3）连接并双向传输数据，用于编制、调取、传输数控加工程序至PLC控制系统（3），同时将PLC控制系统（3）采集的信息显示出来；所述PLC控制系统（3）用于翻译、存储加工程序，采集齿形加工系统（4）中主轴、刀具、伺服电机的位置、状态信息，执行运算、计时、计数等操作生成控制指令，通过数据接口传输控制指令来控制齿形加工系统（4）的动作；所述齿形加工系统（4）安装在机架（1）上，包括主轴刀具机构（41）、X/Y轴滑台机构（42）、钥匙定位机构（43），其中：

所述主轴刀具机构（41）包括将电机、主轴结合为一体结构的电主轴（411）、安装在电主轴（411）上的刀具夹头（412）、位于刀具夹头（412）下方的主轴固定座（413）、与电主轴（411）平行的主轴Z向导轨（414）以及主轴Z向调节螺栓（415）；

所述X/Y轴滑台机构（42）为公知技术中的数控十字滑台，包括伺服电机（421）、滚珠丝杠（422）、直线导轨（423）、柔性联轴器；

所述钥匙定位机构（43）包括定位底座（431）、安装在其上的导轨（432）、沿导轨运动的夹紧块（434）、平行于导轨的定位块（433）、和位于导轨一侧的夹紧手轮（436）。

2.如权利要求1所述的内齿钥匙数控加工设备，其特征在于：还包括冷却系统（5），包括水冷机构和风冷机构，分别与所述电主轴（411）上的对应冷却接口连接。

3.如权利要求2所述的内齿钥匙数控加工设备，其特征在于：所述伺服电机（421）供电模式为交流；滚珠丝杠（422）循环方式为外循环双循环，精度为研磨级；直线导轨（423）精度为高精度。

4.如上述任一权利要求所述的内齿钥匙数控加工设备，其特征在于：所述电主轴（411）内的滚珠轴承材质为陶瓷。