CN105033642A - 自动调整的电子散热器加工设备和加工方法 - Google Patents

自动调整的电子散热器加工设备和加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电子散热器的加工设备和加工方法。现有电子散热器加工依靠人工调整，效率低，成本高。为了解决以上问题，本发明提供了一种自动调整的电子散热器加工设备，包括总工作台和Y轴工作台，Y轴工作台位于总工作台上X轴工作台有两个，分别为X上工作台和X下工作台，钻孔机构固定在其中的一个X轴工作台上，攻丝机构固定在另一个X轴工作台上，X下工作台位于Y轴工作台上，X上工作台位于X下工作台上，此三轴分别由三台步进电动机驱动，所述的步进电动机分别和可编程数控机床连接。本发明还提供了本电子散热器的加工方法。本发明减少传统的机械调节方式的误差，节约调整时间，提高操作者的工作效率。

Description

自动调整的电子散热器加工设备和加工方法
技术领域
本发明涉及一种电子散热器的加工设备和加工方法。
背景技术
围绕电子散热器如何快速生产以及适应不同尺寸规格的快速调整这些基本问题，人们提出了多种实现方式方法。目前的方式主要有：切割、钻孔、攻丝工序分开单独批量加工；以调整气缸行程来控制送料长度，以手动调整丝杆来控制钻孔、攻丝位置。
切割、钻孔、攻丝工序分开单独批量加工的方式设备投入成本少，但是它对人工的依赖程度大，生产单调枯燥，随着工人对劳动环境要求程度的提高，以及工人工资的提高，逐渐消失；以调整气缸行程来控制送料长度，以手动调整丝杆来控制钻孔、攻丝位置的方式应用较广，但随着多尺寸规格的快速调整，这种调整方式对工人的不便性逐渐体现。
现有的电子散热器加工设备，在工作台上有两个轴方向的人工手动调整，X轴方向和Y轴方向(其中，X、Y两轴同在水平面内且相互垂直，不妨规定送料方向为X轴正方向)，钻孔机构和攻丝机构并列地位于同一X轴上，且在X方向上单独可调；钻孔机构和攻丝机构具有相同的Y坐标。虽然钻孔中心和攻丝中心的Y坐标相同、X坐标分别单独可调，经改进后也可以电动控制，但在以下两种情况中仍然存在弊端：(一)如果零件的总长不变、孔位变化，对于钻孔中心到攻丝中心的距离已是零件总长倍数的情况，需要分别重新调整钻孔位置和攻丝位置，破坏了原已调整好的正确的“钻孔-攻丝中心距”状态；(二)如果零件的总长变化或总长、孔位都变化，需要分别调整钻孔位置和攻丝位置，且钻孔位置的调整直接影响攻丝位置的调整。
发明内容
1、所要解决的技术问题：
现有电子散热器加工依靠人工调整，效率低，成本高。
2、技术方案：
为了解决以上问题，本发明提供了一种自动调整的电子散热器加工设备，包括总工作台1和Y轴工作台2，Y轴工作台2位于总工作台1上X轴工作台有两个，分别为X上工作台3和X下工作台4，钻孔机构5固定在其中的一个X轴工作台上，攻丝机构6固定在另一个X轴工作台上，X下工作台4位于Y轴工作台2上，X上工作台3位于X下工作台4上，此三轴分别由三台步进电动机驱动，所述的步进电动机分别和可编程数控机床连接。
Y轴工作台(2)、X上工作台(3)和X下工作台(4)结构相同。
本发明还提供了自动调整的电子散热器加工设备的加工方法，包括以下步骤，第一步：通过测量输入对刀参数到系统，对刀参数包括钻头中心到切断处的X方向距离L2，钻头中心到丝锥中心的X方向距离d，钻头中心到挡板边沿的Y方向距离W0；第二步：输入工件参数到系统，工件参数包括工件长度L0，孔中心到工件左边沿的距离L，锯片厚度L1，孔中心到工件靠挡板侧边沿的距离W；第三步：调整定位的尺寸，根据送料长度L送调整X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离：第四步：系统将送料长度L送、X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离换算成相应的脉冲，驱动各轴，完成以下动作：①驱动Y轴实现钻孔位置和攻丝位置的Y坐标定位；②驱动X下轴实现钻孔位置的X坐标定位；③驱动X上轴实现攻丝位置的X坐标定位，第五步，根据第一步到第四步得到的数据进行编辑程序，将编辑的程序输入到可编程数控机床，然后机床按程序进行加工。
3、有益效果：
1、送料尺寸的自动调整，减少传统的机械调节方式的误差，节约调整时间，提高操作者的工作效率；
2、X上、X下、Y三轴是全自动同步调整，准确快速定位，节省时间和附加工作量；
3、攻丝深度可调，减少空行程时间
4、触摸屏的引入，人机交互友好，操作简洁方便，并可根据生产要求的变化而调整界面；
5、提供了高效生产模式，有强大的生命力，例如加工40毫米长的单孔散热器，平均速度为3秒/件；
6、可以解放工人生产力，支持柔性制造；
7、提供了多轴同步调整平台，可为其他类似加工提供技术支持。
8、低成本、低功耗。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明定位尺寸确定示意图。
具体实施方式
下面结合符合和实施例来对本发明进行详细说明。
如图1、2所示，本发明提供了一种自动调整的电子散热器加工设备，包括总工作台1和Y轴工作台2，Y轴工作台2位于总工作台1上X轴工作台有两个，分别为X上工作台3和X下工作台4，钻孔机构5固定在其中的一个X轴工作台上，攻丝机构6固定在另一个X轴工作台上，X下工作台4位于Y轴工作台2上，X上工作台3位于X下工作台4上，此三轴分别由三台步进电动机驱动，所述的步进电动机分别和可编程数控机床连接。
本发明还提供了自动调整的电子散热器加工设备的加工方法，第一步：通过测量输入对刀参数到系统，对刀参数包括钻头中心到切断处的X方向距离L2，钻头中心到丝锥中心的X方向距离d，钻头中心到挡板边沿的Y方向距离W0；第二步：输入工件参数到系统，工件参数包括工件长度L0，孔中心到工件左边沿的距离L，锯片厚度L1，孔中心到工件靠挡板侧边沿的距离W；第三步：调整定位的尺寸，根据送料长度L送调整X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离：第四步：系统将送料长度L送、X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离换算成相应的脉冲，驱动各轴，完成以下动作：①驱动Y轴实现钻孔位置和攻丝位置的Y坐标定位；②驱动X下轴实现钻孔位置的X坐标定位；③驱动X上轴实现攻丝位置的X坐标定位，第五步，根据第一步到第四步得到的数据进行编辑程序，将编辑的程序输入到可编程数控机床，然后机床按程序进行加工。
第三步中，如图3所示，X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离的计算方法为：设送料长度L送＝L0+L1；X下轴移动距离的计算：求(L2+L1+L)/(L0+L1)的余数D2，D2即为X下轴移动的距离，移动方向为X正方向；X上轴移动距离的计算：求d/(L0+L1)的余数D1，D1即为X上轴移动的距离，移动方向为X负方向；Y轴移动距离的计算：Y轴移动距离W1＝W0-W。
输送不同总长的工件，每次送料终止于同一位置Xt。
送料过程为：计算出送料长度L送后，第一步，系统驱动送料机构将送料滑台移至右限位；第二步，系统计算初次回退距离Lfb＝L送+Lsafe，Lsafe为初次回退后每次送料终止位置距右限位的安全距离；第三步：送料滑台回退Lfb；第四步：系统根据用户命令，驱动送料机构每次送料L送长度至Xt位置，然后回退L送，之后如此反复完成送料、回退循环。
攻丝深度能够调整，调整步骤为：第一步，在正确定位攻丝位置后，旋转丝锥至合适的初始高度，系统记录攻丝初始位置；第二步，输入攻丝深度，系统记录攻丝深度，并换算成攻丝轴相应的脉冲数；第三步，正常工作时进行相应深度的攻丝。
实施例：
第一步，测得机床的初始参数，即输入对刀参数：
钻头中心到切断处的X方向距离L2＝200mm；
钻头中心到丝锥中心的X方向距离d＝135mm；
钻头中心到挡板边沿的Y方向距离W0＝40mm；
到触摸屏中，PLC会将数据保存在对应的数据寄存器中；
第二步输入工件参数：
工件长度L0＝29mm；
孔中心到工件左边沿的距离L＝19mm；
锯片厚度L1＝1mm；
孔中心到工件靠挡板侧边沿的距离W＝20mm；
到触摸屏中，PLC会将数据保存在对应的数据寄存器中；
第三步利用所述算法进行计算后，得
①送料长度L送＝L0+L1＝30mm；
②X下轴移动距离的计算：求(L2+L1+L)/(L0+L1)的余数D2＝10mm，即X下轴向X正方向移动10mm；
③X上轴移动距离的计算：求d/(L0+L1)的余数D1＝15mm，即X上轴向X负方向移动15mm；
④Y轴移动距离的计算：Y轴移动距离W1＝W0-W＝20mm，即Y轴向靠近挡板侧移动20mm；
第四步然后系统将送料长度L送、X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离换算成相应的脉冲，发送至各种驱动器，由驱动器驱动各轴完成以下动作：①驱动Y轴实现钻孔位置和攻丝位置的Y坐标定位，即同时向挡板侧移动20mm；②驱动X下轴实现钻孔位置的X坐标定位，即向X正方向移动10mm；③驱动X上轴实现攻丝位置的X坐标定位，即向X负方向移动15mm。
至此即完成钻孔位置和攻丝位置的同时调整。
在此调整中，X下、X上、Y轴可以分别单独调整，亦可同时调整，不会造成各轴间的相互影响。
实施例2
在实施1基础之上，工件孔中心到工件左边沿的距离尺寸改为24mm，其他尺寸不变，则利用所述方法，只需移动X下轴向X正方向5mm即钻孔位置向X正方向移动5mm，X上轴和Y轴位置均不需变化，即可完成调整定位，简单快捷，省时高效。

Claims (8)

1.一种自动调整的电子散热器加工设备，包括总工作台（1）和Y轴工作台（2），Y轴工作台（2）位于总工作台（1）上，其特征在于：X轴工作台有两个，分别为X上工作台（3）和X下工作台（4），钻孔机构（5）固定在其中的一个X轴工作台上，攻丝机构（6）固定在另一个X轴工作台上，X下工作台（4）位于Y轴工作台（2）上，X上工作台（3）位于X下工作台（4）上，此三轴分别由三台步进电动机驱动，所述的步进电动机分别和可编程数控机床连接。
2.如权利要求1所述的自动调整的电子散热器加工设备，其特征在于：Y轴工作台（2）、X上工作台（3）和X下工作台（4）结构相同。
3.一种如权利要求1或2所述的自动调整的电子散热器加工设备的加工方法，其特征在于：包括以下步骤，第一步：通过测量输入对刀参数到系统，对刀参数包括钻头中心到切断处的X方向距离L2，钻头中心到丝锥中心的X方向距离d，钻头中心到挡板边沿的Y方向距离W0；第二步：输入工件参数到系统，工件参数包括工件长度L0，孔中心到工件左边沿的距离L，锯片厚度L1，孔中心到工件靠挡板侧边沿的距离W；第三步：调整定位的尺寸，根据送料长度L送调整X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离：第四步：系统将送料长度L送、X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离换算成相应的脉冲，驱动各轴，完成以下动作：①驱动Y轴实现钻孔位置和攻丝位置的Y坐标定位；②驱动X下轴实现钻孔位置的X坐标定位；③驱动X上轴实现攻丝位置的X坐标定位，第五步，根据第一步到第四步得到的数据进行编辑程序，将编辑的程序输入到可编程数控机床，然后机床按程序进行加工。
4.如权利要求3所述的自动调整的电子散热器加工设备的加工方法，其特征在于：X下轴移动距离、X上轴移动距离、Y轴移动距离的计算方法为：设送料长度L送=L0+L1；X下轴移动距离的计算：求（L2+L1+L）/（L0+L1）的余数D2，D2即为X下轴移动的距离，移动方向为X正方向；X上轴移动距离的计算：求d/（L0+L1）的余数D1，D1即为X上轴移动的距离，移动方向为X负方向；Y轴移动距离的计算：Y轴移动距离W1=W0-W。
5.如权利要求3或4所述的自动调整电子散热器加工设备的加工方法，其特征在于：输送不同总长的工件，每次送料终止于同一位置Xt。
6.如权利要求5所述的自动调整电子散热器加工设备的加工方法，其特征在于：所述送料过程为：计算出送料长度L送后，第一步，系统驱动送料机构将送料滑台移至右限位；第二步，系统计算初次回退距离Lfb=L送+Lsafe，Lsafe为初次回退后每次送料终止位置距右限位的安全距离；第三步：送料滑台回退Lfb；第四步：系统根据用户命令，驱动送料机构每次送料L送长度至Xt位置，然后回退L送，之后如此反复完成送料、回退循环。
7.如权利要求3所述的自动调整电子散热器加工设备的加工方法，其特征在于：所述的攻丝深度能够调整，调整步骤为：第一步，在正确定位攻丝位置后，旋转丝锥至合适的初始高度，系统记录攻丝初始位置；第二步，输入攻丝深度，系统记录攻丝深度，并换算成攻丝轴相应的脉冲数；第三步，正常工作时进行相应深度的攻丝。
8.一种如权利要求1所述的自动调整的电子散热器加工设备的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：第一步：将工件参数输入到可编程数控机床；第二步：驱动送料电机进行送料，驱动X轴，Y轴，调整工件位置，X轴包括X上轴和X下轴；驱动。
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