CN105014099A - 一种数控汽车轮毂测量加工一体机及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数控汽车轮毂测量加工一体机及其使用方法，包括床身，安装在床身上的主轴系统和进给系统，与主轴系统和进给系统电性连接的数控系统，所述主轴系统固连有用于装夹轮毂的轮毂夹具，所述进给系统上设置有用于安装工作部件的刀架，所述工作部件为用于测量轮毂曲线的直线位移传感器或用于加工轮毂的刀具。本发明通过进给系统驱动直线位移传感器靠近被测轮毂表面，结合直线位移传感器读数和进给系统的坐标值，即可测量出轮毂截面上一系列点的坐标，利用测量得到轮毂截面坐标后数控系统计算出刀具的运行轨迹，数控系统再控制进给系统驱动刀具沿轮毂截面曲线运动，切削掉存在缺陷的轮毂表面，达到修复轮毂表面形状的目的。

Description

一种数控汽车轮毂测量加工一体机及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种数控汽车轮毂测量加工一体机及其使用方法。

背景技术

汽车轮毂在使用过程中由于磕碰、划伤等因素,造成表面出现凹痕、划痕等缺陷，影响了轮毂的美观。汽车轮毂划伤有深浅之分，如果划伤部位形成深坑，则为浅度划伤，如果因为严重剐蹭造成轮圈边缘脱落，那就称之为深度损伤。因而，对深浅划伤的处理办法也会有所不同。对于浅划痕来讲，一般通过用专用轮圈填补灰处理就可以，然后稍加康复处理，就可以达到良好效果。主要问题是，如果出现深损伤，在没有及时修复的情况下，其金属裸露将会很快氧化产生锈蚀并向划痕边缘扩散，会相对增加修复难度，所以要及时修补做出相应处理。

对于轮毂上较深的划痕、氧化掉漆等缺陷现有的方法主要采用车削的方法，切掉有缺陷的薄层达到恢复表面美观的功能。但是轮毂的表面复杂，由于缺乏测量手段，只能依靠经验对轮毂表面的形状采用手工的方法进行车削，但是这种方法对工人的技术水平要求很高，加工精度低，对于形状复杂的轮毂无法修复。另外，也有对数控车床进行改造使之适合装夹轮毂，然后对轮毂进行分段车削加工，但是加工效率不高，而且容易出现误车削，导致加工后轮毂彻底报废的问题，难以满足有缺陷的轮毂表面高质量修复的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种工作平稳，加工精度高、效率高的数控汽车轮毂测量加工一体机及其使用方法。

本发明的具体实施方案是：一种数控汽车轮毂测量加工一体机，包括床身，安装在床身上的主轴系统和进给系统，与主轴系统和进给系统电性连接的数控系统，所述主轴系统固连有用于装夹轮毂的轮毂夹具，所述进给系统上设置有用于安装工作部件的刀架，所述工作部件为用于测量轮毂曲线的直线位移传感器或用于加工轮毂的刀具。

进一步的，所述主轴系统包括与轮毂夹具固连的主轴、与主轴传动连接以实现主轴不同转速的变速箱和驱动变速箱工作的电机，所述床身上于主轴系统的上方罩设有防护罩，所述进给系统包括横向进给系统和纵向进给系统，所述纵向进给系统可移动地安装在横向进给系统上。

进一步的，所述横向进给系统包括滚珠丝杆和设置在滚珠丝杆上的滚珠螺母，滚珠丝杆两侧设置有平行于滚珠丝杆的横向滑轨，所述滚珠螺母上安装有大拖板，大拖板在滚珠螺母的控制下在横向滑轨上运动，所述滚珠丝杆两端通过轴承固连在床身上，滚珠丝杆一端通过联轴器固连有驱动电机。

进一步的，所述大拖板上设置有纵向进给系统，所述纵向进给系统包括第二滚珠丝杆和设置在第二滚珠丝杆上的第二滚珠螺母，第二滚珠丝杆的两侧设置有平行于第二滚珠丝杆的纵向滑轨，所述第二滚珠螺母上安装有中拖板，中拖板在第二滚珠螺母的控制下在纵向滑轨上运动，所述第二滚珠丝杆两端通过轴承固连在大拖板上，第二滚珠丝杆一端通过联轴器固连有第二驱动电机。

进一步的，所述中拖板上设置有刀架垫板，刀架垫板上设置有刀架，所述工作部件通过螺钉可装卸的安装在刀架垫板上。

进一步的，所述驱动电机和第二驱动电机均与用于控制进给系统移动的数控系统电性连接，所述数控系统与直线位移传感器电性连接。

进一步的，所述直线位移传感器可以是电阻尺、激光位移传感器或电涡流传感器等，所述主轴、轮毂夹具与工作部件的轴线重合。

进一步的，所述数控系统包括设置在防护罩上的用于输入工作参数等信息的数控面板。

一种数控汽车轮毂测量加工一体机的使用方法，包括以下步骤：

（1）将待加工轮毂装夹在轮毂夹具上，进行轮毂曲线的测量时，刀架上的工作部件为直线位移传感器，操作人员在数控面板上输入轮毂曲线的起始点坐标和终止点坐标等预设值，然后横向进给系统驱动直线位移传感器靠近轮毂表面，直到直线位移传感器读数落到起始点坐标范围内，接着数控系统记录机床的此时坐标，并以此作为基准坐标值，再通过纵向进给系统驱动传感器移动一个间距值后，数控系统记录此时直线位移传感器的读数，结合直线位移传感器读数以及横向进给系统和纵向进给系统的坐标值，数控系统计算出轮毂截面曲线上一个点的坐标，重复上述的过程，即可测量出整个轮毂截面的曲线坐标值；

（2）当机床处于加工工作模式时，首先将直线位移传感器拆卸下来，将刀具安装在刀架上，通过螺钉压紧刀具，通过横向进给系统和纵向进给系统移动刀具的刀尖点至测量的起点，在数控系统中存储刀尖点的坐标并在数控面板上设置切削深度值，数控系统根据刀尖的起始位置和切削深度，自动计算刀具的运行轨迹，数控系统根据计算出的刀具运行轨迹控制主轴系统带动轮毂旋转，并控制横向进给系统和纵向进给系统，驱动刀具沿运行轨迹运动，完成轮毂车削。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明采用直线位移传感器的读数与横向进给系统坐标和纵向进给系统坐标相结合的方法获取截面的坐标，可精确测量轮毂的截面曲线，获取轮毂的截面曲线坐标后，将直线位移传感器替换为车削刀具，即可转换为加工系统，对轮毂进行加工，适用于复杂多变的轮毂的测量和加工，具有可靠、精确、易实现的特点，实现测量加工一体化。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下将通过具体实施例和相关附图，对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的主视构造示意图；

图2是本发明中的俯视构造示意图；

图3是本发明中测量状态工作示意图；

图4是本发明中加工状态工作示意图。

图中标号说明：1-防护罩、2-数控面板、3-主轴、4-轮毂夹具、5-工作部件、6-刀架、7-刀架垫块、8-中拖板、9-纵向进给机构、10-横向进给机构、11-床身、12-大拖板。

具体实施方式

一种数控汽车轮毂测量加工一体机，包括床身11，安装在床身11上的主轴系统和进给系统，与主轴系统和进给系统电性连接的数控系统，所述主轴系统固连有用于装夹轮毂的轮毂夹具4，所述进给系统上设置有用于安装工作部件5的刀架6，所述工作部件5为用于测量轮毂曲线的直线位移传感器或用于加工轮毂的刀具。

在本实施例中，所述主轴系统包括与轮毂夹具4固连的主轴3、与主轴3传动连接以实现主轴3不同转速的变速箱和驱动变速箱工作的电机，所述床身11上于主轴系统的上方罩设有防护罩1，所述进给系统包括横向进给系统10和纵向进给系统9，所述纵向进给系统9可移动地安装在横向进给系统10上。

在本实施例中，所述横向进给系统10包括滚珠丝杆和设置在滚珠丝杆上的滚珠螺母，滚珠丝杆两侧设置有平行于滚珠丝杆的横向滑轨，所述滚珠螺母上安装有大拖板12，大拖板12在滚珠螺母的控制下在横向滑轨上运动，所述滚珠丝杆两端通过轴承固连在床身11上，滚珠丝杆一端通过联轴器固连有驱动电机。

在本实施例中，所述大拖板12上设置有纵向进给系统9，所述纵向进给系统9包括第二滚珠丝杆和设置在第二滚珠丝杆上的第二滚珠螺母，第二滚珠丝杆的两侧设置有平行于第二滚珠丝杆的纵向滑轨，所述第二滚珠螺母上安装有中拖板8，中拖板8在第二滚珠螺母的控制下在纵向滑轨上运动，所述第二滚珠丝杆两端通过轴承固连在大拖板12上，第二滚珠丝杆一端通过联轴器固连有第二驱动电机。

在本实施例中，所述中拖板8上设置有刀架垫板7，刀架垫板7上设置有刀架6，所述工作部件5通过螺钉可装卸的安装在刀架垫板7上。

在本实施例中，所述驱动电机和第二驱动电机均与用于控制进给系统移动的数控系统电性连接，所述数控系统与直线位移传感器电性连接。

在本实施例中，所述直线位移传感器可以是电阻尺、激光位移传感器或电涡流传感器等，所述主轴3、轮毂夹具4和工作部件5的轴线重合。

在本实施例中，所述数控系统包括设置在防护罩1上的用于输入工作参数等信息的数控面板2。

一种数控汽车轮毂测量加工一体机的使用方法，包括以下步骤：

（1）将待加工轮毂装夹在轮毂夹具4上，进行轮毂曲线的测量时，刀架6上的工作部件5为直线位移传感器，操作人员在数控面板2上输入轮毂曲线的起始点坐标和终止点坐标等预设值，然后横向进给系统10驱动直线位移传感器靠近轮毂表面，直到直线位移传感器读数落到起始点坐标范围内，接着数控系统记录机床的此时坐标，并以此作为基准坐标值，再通过纵向进给系统9驱动传感器移动一个间距值后，数控系统记录此时直线位移传感器的读数，结合直线位移传感器读数以及横向进给系统10和纵向进给系统9的坐标值，数控系统计算出轮毂截面曲线上一个点的坐标，重复上述的过程，即可测量出整个轮毂截面的曲线坐标值；

（2）当机床处于加工工作模式时，首先将直线位移传感器拆卸下来，将刀具安装在刀架6上，通过螺钉压紧刀具，通过横向进给系统10和纵向进给系统9移动刀具的刀尖点至测量的起点，在数控系统中存储刀尖点的坐标并在数控面板2上设置切削深度值，数控系统根据刀尖的起始位置和切削深度，自动计算刀具的运行轨迹，数控系统根据计算出的刀具运行轨迹控制主轴系统带动轮毂旋转，并控制横向进给系统10和纵向进给系统9，驱动刀具沿运行轨迹运动，完成轮毂车削。

在本实施例中，当机床处于测量工作模式时（如图3所示），在数控面板2上输入轮毂曲线的起始点A的坐标值和终止点B的坐标值，当直线位移传感器到达a点位置，直线位移传感器记录下a点坐标值，并以该坐标值作为基准坐标开始测量，纵向进给系统9带动直线位移传感器移动一个单位距离后，直线位移传感器到达b点，在这个过程中直线位移传感器发生的位移量为s，则b点的坐标值为与s相关；当机床处于加工状态时（如图4所示），刀具移动到起始点，刀具的刀尖点位于c点位置，在数控面板2上输入切削深度t，则轮毂的加工量为t，刀具则移动到d点开始对轮毂切削加工，其中A为起始点，B为终止点，a为直线位移传感器初始位置，b为直线位移传感器测量位置，c为刀具的对刀位置，d为刀具的切削位置，X为纵向，Z为横向。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种数控汽车轮毂测量加工一体机，其特征在于：包括床身，安装在床身上的主轴系统和进给系统，与主轴系统和进给系统电性连接的数控系统，所述主轴系统固连有用于装夹轮毂的轮毂夹具，所述进给系统上设置有用于安装工作部件的刀架，所述工作部件为用于测量轮毂曲线的直线位移传感器或用于加工轮毂的刀具。

2.根据权利要求1所述的数控汽车轮毂测量加工一体机，其特征在于：所述主轴系统包括与轮毂夹具固连的主轴、与主轴传动连接以实现主轴不同转速的变速箱和驱动变速箱工作的电机，所述床身上于主轴系统的上方罩设有防护罩，所述进给系统包括横向进给系统和纵向进给系统，所述纵向进给系统可移动地安装在横向进给系统上。

3.根据权利要求2所述的数控汽车轮毂测量加工一体机，其特征在于：所述横向进给系统包括滚珠丝杆和设置在滚珠丝杆上的滚珠螺母，滚珠丝杆两侧设置有平行于滚珠丝杆的横向滑轨，所述滚珠螺母上安装有大拖板，大拖板在滚珠螺母的控制下在横向滑轨上运动，所述滚珠丝杆两端通过轴承固连在床身上，滚珠丝杆一端通过联轴器固连有驱动电机。

4.根据权利要求3所述的数控汽车轮毂测量加工一体机，其特征在于：所述大拖板上设置有纵向进给系统，所述纵向进给系统包括第二滚珠丝杆和设置在第二滚珠丝杆上的第二滚珠螺母，第二滚珠丝杆的两侧设置有平行于第二滚珠丝杆的纵向滑轨，所述第二滚珠螺母上安装有中拖板，中拖板在第二滚珠螺母的控制下在纵向滑轨上运动，所述第二滚珠丝杆两端通过轴承固连在大拖板上，第二滚珠丝杆一端通过联轴器固连有第二驱动电机。

5.根据权利要求4所述的数控汽车轮毂测量加工一体机，其特征在于：所述中拖板上设置有刀架垫板，刀架垫板上设置有刀架，所述工作部件通过螺钉可装卸的安装在刀架垫板上。

6.根据权利要求3或4所述的数控汽车轮毂测量加工一体机，其特征在于：所述驱动电机和第二驱动电机均与用于控制进给系统移动的数控系统电性连接，所述数控系统与直线位移传感器电性连接。

7.根据权利要求2所述的数控汽车轮毂测量加工一体机，其特征在于：所述直线位移传感器可以是电阻尺、激光位移传感器或电涡流传感器等，所述主轴、轮毂夹具与工作部件的轴线重合。

8.根据权利要求2所述的数控汽车轮毂测量加工一体机，其特征在于：所述数控系统包括设置在防护罩上的用于输入工作参数等信息的数控面板。

9.一种数控汽车轮毂测量加工一体机的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将待加工轮毂装夹在轮毂夹具上，进行轮毂曲线的测量时，刀架上的工作部件为直线位移传感器，操作人员在数控面板上输入轮毂曲线的起始点坐标和终止点坐标等预设值，然后横向进给系统驱动直线位移传感器靠近轮毂表面，直到直线位移传感器读数落到起始点坐标范围内，接着数控系统记录机床的此时坐标，并以此作为基准坐标值，再通过纵向进给系统驱动传感器移动一个间距值后，数控系统记录此时直线位移传感器的读数，结合直线位移传感器读数以及横向进给系统和纵向进给系统的坐标值，数控系统计算出轮毂截面曲线上一个点的坐标，重复上述的过程，即可测量出整个轮毂截面的曲线坐标值；

（2）当机床处于加工工作模式时，首先将直线位移传感器拆卸下来，将刀具安装在刀架上，通过螺钉压紧刀具，通过横向进给系统和纵向进给系统移动刀具的刀尖点至测量的起点，在数控系统中存储刀尖点的坐标并在数控面板上设置切削深度值，数控系统根据刀尖的起始位置和切削深度，自动计算刀具的运行轨迹，数控系统根据计算出的刀具运行轨迹控制主轴系统带动轮毂旋转，并控制横向进给系统和纵向进给系统，驱动刀具沿运行轨迹运动，完成轮毂车削。