CN104249244A - 高精度旋铆机 - Google Patents

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朱江良
曹强
朱博凡
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SHANGHAI SHENGXI PRECISION MACHINERY EQUIPMENT CO Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/12—Riveting machines with tools or tool parts having a movement additional to the feed movement, e.g. spin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J15/00—Riveting
    • B21J15/10—Riveting machines
    • B21J15/28—Control devices specially adapted to riveting machines not restricted to one of the preceding subgroups

Abstract

本发明高精度旋铆机。由光栅尺、电控系统和液压系统组成的电液位置伺服系统；其中，包括所述的轴承组的冷却、润滑液压系统；液压油专用过滤机构；且设有精密油缸。由于改进了现有的普通旋铆机的电气控制系统和液压系统，增加轴承组的冷却、润滑液压系统，增加了液压系统中液压油专用过滤机构，同时提高了油缸的制造精度，使旋铆过程的工艺参数实现高精度自动化控制，有效提升了国内旋铆机的技术水平。

Description

高精度旋铆机
技术领域
本发明高精度旋铆机，涉及一种旋铆技术领域，应用于机械制造行业。
背景技术
随着工业快速发展，机械制造行业对产品的制造精度要求愈来愈高，比如在轴承行业，一些特种轴承需要通过旋铆来连接两个零件，由于轴承的高精度特性，一般品质的普通旋铆机很难实现精密连续控制产品的工艺参数，难以满足产品的高精度要求，致使产品不能满足图纸要求，同时还容易造成产品被旋铆部位出现铆接缺陷，如铆接尺寸偏差、铆接后零件上出现裂纹、零件上有划痕或铆接后的零件松动有间隙、甚至造成转动部件铆接后零件转动不灵活或不能转动的现象，废品率高，效益下降，生产成本居高不下，浪费了大量的资源，难以适应现代化建设的需要。
发明内容
面对现有技术存在的上述问题，本发明着眼于改进现有的普通旋铆机的电气控制系统和液压系统，增加轴承组的冷却、润滑液压系统，增加液压系统中液压油专用过滤机构，提高油缸的制造精度，实现旋铆过程的工艺参数高精度自动化控制的高精度旋铆机。
其特征在于：由光栅尺、电控系统和液压系统组成的电液位置伺服系统；其中，包括所述的轴承组的冷却、润滑液压系统；液压油专用过滤机构；且设有精密油缸。
首先，包括由高分辨率的光栅尺、压力传感器、伺服比例阀、比例溢流阀、精密油缸、电控系统中的PLC和触摸显示屏在内的电液位置伺服系统，通过在触摸显示屏上设置工艺参数，工作时光栅尺和压力传感器将位置和压力信号反馈给电控系统，电控系统控制伺服电机旋转，并控制伺服比例阀和比例溢流阀驱动精密油缸执行既定工作。
又，电控系统中的触摸显示屏界面设计合理、友好，充分利用电控系统中的资源，丰富了旋铆机的功能，且操作非常便捷。
又，为保证旋转轴正常地旋转，且为避免轴承组的冷却和润滑油污染液压系统的液压油，配备了独立于液压系统的轴承组的冷却、润滑液压系统。
又，为保证液压系统中伺服比例阀和比例溢流阀能长期地正常工作，为此，除了在液压系统的回路中有液压油过滤器外，还配备了独立的液压油专用过滤机构。
又，油缸制造精度的大幅提高，使油缸只要得到液压信号，即使要求油缸的活塞杆移动速度非常低(如每秒几微米)，油缸的活塞杆也能准确地执行，不会产生活塞杆低速爬行、冲击现象。
实施该技术后的明显优点和效果是：由于改进了现有的普通旋铆机的电气控制系统和液压系统，增加轴承组的冷却、润滑液压系统，增加了液压系统中液压油专用过滤机构，同时提高了油缸的制造精度，使旋铆过程的工艺参数实现高精度自动化控制，有效提升了国内旋铆机的技术水平。
附图说明
图1为电控柜及操作面板图；
图2为液压系统原理图；
图3为轴承组的冷却、润滑液压系统原理图；
图4为高精度旋铆机机械结构示意图。
其中，1-电控系统；2-触摸显示屏；3-液压系统；4-压力传感器；5-伺服比例阀；6-比例溢流阀；7-液压油专用过滤机构；8-轴承组的冷却、润滑液压系统；9-机座；10-精密油缸；11-活塞杆；12-旋转轴；13-轴承组；14-伺服电机；15-旋铆模具；16-光栅尺；17-加工产品。
具体实施方式
参照说明书附图1、2、3、4，以旋铆RAH3383a轴承产品为例，并结合下述实施方式进一步描述本发明。
本发明提供一种高精度旋铆机，包括光栅尺16、电控系统1和液压系统3组成的电液位置伺服系统；其中，包括所述的轴承组的冷却、润滑液压系统8；所述液压油专用过滤机构7；且设有精密油缸10。
首先，包括由高分辨率的光栅尺16、压力传感器4、伺服比例阀5、比例溢流阀6、精密油缸10、电控系统1中的PLC和触摸显示屏2在内组成的电液位置伺服系统，通过在触摸显示屏2上设置工艺参数，工作时光栅尺16和压力传感器4将位置和压力信号反馈给电控系统1驱动精密油缸10执行既定工作。
又，电控系统1中的触摸显示屏2界面设计合理、友好，充分利用电控系统1中的资源，丰富了旋铆机的功能，且操作非常便捷
又，独立于液压系统3的轴承组的冷却、润滑液压系统8，一方面保证旋转轴12高速旋转时，轴承组13不会因发热而出现卡死、干磨现象，长期保持轴承组13中的轴承精度，另一方面，不使用液压系统3中的液压油作为轴承组13的冷却和润滑油，可以避免轴承组13的冷却和润滑油污染液压系统3中的液压油，影响液压系统3的正常工作。
又，为保证液压系统3中伺服比例阀5和比例溢流阀6能长期地正常工作，为此，除了在液压系统3的回路中有液压油过滤器外，还配备了独立的液压油专用过滤机构7。
又，油缸制造精度的大幅提高，使精密油缸10只要得到液压信号，即使要求活塞杆11移动速度非常低(如每秒几微米)，活塞杆11也能准确地执行，不会产生活塞杆11低速爬行、冲击现象。
在旋铆机制造中有机结合多项新技术，使其加工产品17的工艺参数实现精密连续控制，避免出现旋铆缺陷，提高产品质量，提高经济效益。
参见图1、2，电控系统1和液压系统3以及图4中的光栅尺16等组成电液伺服系统，首先根据加工产品17要求，在电控系统1的触摸显示
屏2上按表1设定工艺参数并保存该参数：
表1：
参见图3和图4，开始工作前，为防止轴承组13中的轴承发生发热、卡死、干磨等不良现象，应先开启图3中的轴承组的冷却、润滑液压系统8。
参见图4，开始工作前，将加工产品17放入在机座9上，并在待加工表面喷润滑油(高精度旋铆机自带该功能)。
参见图4，旋铆模具15与旋转轴12、旋转轴10与活塞杆11、光栅尺16与活塞杆11通过机械方式连接，光栅尺16将旋铆模具15的位置信号，精确地反馈给电控系统1，电控系统1一方面控制伺服电机14带动旋铆模具15以设定的转速旋转，另一方面控制液压系统中的伺服比例阀5动作，液压油进入精密油缸10，并以设定的速度推动旋铆模具15向下移动。
同样，电控系统1在控制伺服电机14旋转和伺服比例阀5动作的同时，也控制比例溢流阀6动作，液压油进入精密油缸10，以设定的力推动旋铆模具15向下移动，以确保旋铆模具15在各个不同的位置时，具有合适的推力来满足加工产品15的工艺要求。
参见图4，工作过程中，光栅尺16滑臂与活塞杆11相连，其作用是把旋铆模具15位置的变化转换成电压的变化并传给电控系统1，经放大器放大后，施加于伺服比例阀5和比例溢流阀6并转换为液压信号，以推动精密油缸10中的活塞杆11，驱动旋铆模具15向消除偏差(控制对象位置与指令位置的偏差)方向运动，当偏差为零时，旋铆模具15停止移动，因而使控制对象的位置总是按指令位置给定的规律变化。
由于采用光栅尺16、压力传感器4、伺服比例阀5、比例溢流阀6和电控系统1中的PLC、精密连续地控制工艺参数，使得高精度旋铆机能够满足各种工艺要求，也使得电、液控制非常稳定，采用触摸显示屏2，使得操作更加便捷。
参见图2，工作时，液压油专用过滤机构7始终伴随图2中的液压系统3一起工作，把符合液压系统3中伺服比例阀5和比例溢流阀6工作要求的液压油提供给液压系统3，保证液压系统3能长期地、稳定地工作。
工作中，精密油缸10得到液压油，即以一定的速度和一定的压力带动旋铆模具15执行既定工作，由于大幅提高精密油缸10和活塞杆11的制造精度，工作部位的要求非常高，其中：尺寸要求达到微米级，粗糙度要求在小于或等于Ra0.4微米，形状和位置公差要求小于或等于6级精度，即使要求精密油缸10中的活塞杆11移动速度非常低(如每秒几微米)，精密油缸10中的活塞杆11也能准确地执行，不会产生低速爬行、冲击现象。
参见图4，旋铆模具15在边转动边向下移动的过程中，旋铆模具15移动到与加工产品17接触时，由于旋铆模具15的轴线与旋转轴12的轴线之间有一夹角，此时旋转的旋铆模具15在加工产品17上作纯滚动，在活塞杆11推力作用下，开始真正意义上对加工产品17作旋铆工作，根据电控系统1的指令，直到旋铆模具15移动到达设定的、停止向下移动的位置时，旋铆模具15开始向上退回并停止转动，旋铆模具15退到设定位置时停止退回，准备下一次的加工。
参见图4，工作完成后，用投影仪、粗糙度检测仪和渗透剂对加工后的产品17进行尺寸、粗糙度和裂纹等多个项目进行检验，检验结果如表2：
表2：
从表2的检验结果可以看出，本发明由于将光栅尺16、压力传感器4、伺服比例阀5、比例溢流阀6、精密油缸10、电控系统1中的PLC和触摸显示屏2等有机地结合，组合成高精度旋铆机，使高精度旋铆机能够满足高精度产品的工艺要求。
应理解，上述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

Claims (5)

1.一种高精度旋铆机，其特征在于：由光栅尺、电控系统和液压系统组成的电液位置伺服系统；
其中，包括所述的轴承组的冷却、润滑液压系统；所述的液压油专用过滤机构；精密油缸在内。
2.根据权利要求1所述的高精度旋铆机，其特征在于：所述的电液位置伺服系统包括光栅尺、压力传感器、伺服比例阀、比例溢流阀、精密油缸、电控系统中的PLC和触摸显示屏在内。
3.根据权利要求1所述的高精度旋铆机，其特征在于：所述的电控系统中设有触摸显示屏界面设计。
4.根据权利要求1所述的高精度旋铆机，其特征在于：所述的设有轴承组的冷却、润滑液压系统。
5.根据权利要求1所述的高精度旋铆机，其特征在于：所述的采用独立的液压油专用过滤机构。
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