CN105107881B - 全自动直线导轨校直设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了全自动直线导轨校直设备，其包括：设备框架，支撑单元，测量单元，提升单元，翻身单元，校直驱动单元，控制单元，所述控制结构控制连接校直驱动单元、提升单元、支撑单元、测量单元以及翻身单元，协调各单元配合工作。本发明构成的全自动直线导轨校直设备结构紧凑，可靠性高，能够对直线导轨进行全自动的校直，并且校直数度高、精确度，可大幅度提高生产效率，较大降低生产成本。

Description

全自动直线导轨校直设备

技术领域

本发明涉及一种直线导轨加工技术，具体涉及直线导轨的校直设备。

背景技术

传统的直线导轨校直一般为人工校直，利用传统的压力机提供压力，人工测量直线导轨的弯曲程度，在通过经验人工控制压头的下压量，从而校直直线导轨的直线度，相对特点是价格比较便宜，精度比较差，基本可以满足小批量产品的加工。

随着直线导轨需求量的不断上升，制造商越来越多，市场竞争越来越严重，所以对直线导轨零件制造的时间和精度又提出了新的要求，这种传统的低效率低精度校直方式已经不能适应市场需求了。

发明内容

现有直线导轨采用人工校直存在精度差、效率低的问题，本发明的目的在于提供一种高精度、高效率的全自动直线导轨校直设备。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

全自动直线导轨校直设备，该校直设备包括：

设备框架；

支撑单元，所述支撑单元设置在设备框架上，支撑待校直直线导轨；

测量单元，所述测量单元设置在设备框架上，测量支撑单元中待校直直线导轨平面的直线度；

提升单元，所述提升单元设置在设备框架上，用于提升支撑单元中待校直直线导轨至翻身单元；

翻身单元，所述翻身单元设置在设备框架上，对提升单元提升的待校直直线导轨进行翻转；

校直驱动单元，所述校直驱动单元可移动的设置在设备框架上，对测量单元测得支撑单元中待校直直线导轨上的最高点进行校直；

控制单元，所述控制结构控制连接校直驱动单元、提升单元、支撑单元、测量单元以及翻身单元，协调各单元配合工作。

优选的，所述设备框架包括基座、侧板以及横梁，所述横梁与基座的两端分别通过侧板连接构成设备框架，所述支撑单元、提升单元、测量单元、翻身单元设置在基座上，所述校直驱动单元设置在横梁上。

优选的，所述支撑单元、提升单元、测量单元按一定距离固定于基座上，测量单元和支撑单元、提升单元交错布局，相互间的距离可根据校直工艺手动调整。

优选的，所述支撑单元包括固定座、更换垫、调节垫，更换垫固定于固定座上，调节垫固定于更换垫上。

优选的，所述提升单元，包括固定座、提升气缸、限位螺丝、更换垫、调节垫组成，提升气缸、限位螺丝固定于固定座，更换垫固定于提升气缸上，调节垫固定于更换垫上。

优选的，所述测量单元包括固定座、提升气缸、限位块、限位螺丝、测量杆、测量杆支架、电杆笔、测量支撑板，所述固定座固定于基座上，提升气缸、测量杆支架固定于固定座上，限位螺丝固定于测量杆支架上，电杆笔固定于测量杆支架上，测量支撑板固定于提升气缸上，限位块固定在测量支撑板上，测量杆固定于测量杆支架上。

优选的，所述翻身单元包括支架、送料气缸、减速器、伺服电机、支撑轴、花盘、夹料气缸、夹料板，支架固定于基座上，送料气缸、支撑轴固定于支架上，伺服电机、花盘固定于支撑轴上，伺服电机固定于减速器上，夹料气缸固定于花盘上，夹料板固定于夹料气缸上。

优选的，所述校直驱动单元包括伺服电机、减速器、联轴器、注塑机丝杆、上拖板、压头、压力支撑板、下拖板、直线导轨、卸荷过渡垫、碟形弹簧，所述直线导轨、蝶形弹簧固定于横梁上，下拖板固定于直线导轨上，注塑机丝杆固定于上托板和下拖板上，联轴器固定于注塑机丝杆上，减速器固定于下拖板上，伺服电机固定于减速器上，卸荷过渡垫、压头固定在上拖板上。

优选的，所述控制单元控制测量单元和校直驱动单元依次测量并校直支撑单元中待校直直线导轨的待校直平面的最高点，直至该待校直平面的直线度达到要求；接着控制提升单元将待校直直线导轨提升至翻身单元，并控制翻身单元将待校直直线导轨进行翻转；接着控制提升单元将翻转后的待校直直线导轨返回支撑单元，并控制测量单元和校直驱动单元依次测量并校直支撑单元中翻转后的待校直直线导轨的待校直平面的最高点，直至该待校直平面的直线度达到要求。

优选的，所述校直设备还包括自动上下料系统，所述自动上下料系统与支撑单元配合，并受控于控制单元。

本发明构成的全自动直线导轨校直设备结构紧凑，可靠性高，能够对直线导轨进行全自动的校直，并且校直数度高、精确度，可大幅度提高生产效率，较大降低生产成本。

另外，本全自动直线导轨校直设备加工互换性强，可满足各种直线导轨的校直要求。

再者，本全自动直线导轨校直设备中以伺服电机通过减速器传递扭矩给联轴器，由联轴器带动注塑机丝杆，再由注塑机丝杆拖动上拖板提供压力，在压力和行程精度上都有大幅提高，其通过基座上的测量单元反馈数据，伺服电机可精确控制下压行程和压力。

同时，本设备中的调节支撑单元上的限位块可以全自动的完成3米的宽度15-65mm导轨自动校直，更换工装可扩大加工范围。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明全自动直线导轨校直设备的结构示意图；

图2为本发明中校直驱动单元结构示意图；

图3为本发明中提升单元结构示意图；

图4为本发明中支撑单元结构示意图；

图5为本发明中测量单元结构示意图；

图6为本发明中翻身单元结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，其所示本发明提供的全自动直线导轨校直设备的结构示意图。由图可知，整个校直设备包括基座1、侧板2、横梁3、校直驱动单元4、提升单元5、支撑单元6、测量单元7、翻身单元8以及控制单元(图中未示出)

其中，基座1、侧板2、横梁3相互配合构成整个设备的框架，用于安装支撑其它组成设备。具体的，横梁3与基座1的两端分别通过侧板连接构成设备框架，由此保证构成的设备框架的稳固性。

支撑单元6设置在基座1上，用于支撑待校直直线导轨9(参见图3)，作为校直设备的校直操作区域。

测量单元7设置在基座1上，并与支撑单元6相配合，用于测量支撑单元6中待校直直线导轨待校直平面的直线度，以便确定待校直直线导轨的最高点。

提升单元5设置在基座1上，并与支撑单元6和翻身单元8相配合，用于提升支撑单元1中待校直直线导轨，使其与翻身单元8对应配合；同时将翻身单元8完成翻身操作的待校直直线导轨放回支撑单元6。

翻身单元8设置在基座1上，并与提升单元5对应配合，对提升单元5提升的待校直直线导轨进行夹紧翻转，并将翻滚后的待校直直线导轨放回提升单元5。

校直驱动单元4，其可移动的设置在设备框架的横梁3上，对测量单元7测得支撑单元6中待校直直线导轨上的最高点进行校直。

控制单元，其整个校直设备的控制中心，分别控制连接校直驱动单元4、提升单元5、支撑单元6、测量单元7以及翻身单元8，协调各单元配合工作，实现全自动完成对直线导轨的校直。

据此，本方案在具体实现时，提升单元5、支撑单元6、测量单元7，翻身单元8，分别固定在基座1上，其中翻身单元8固定于基座的两端，若干的支撑单元6和提测量单元7交替固定于基座的中间，支撑单元6分别分布在基座的两端和翻身单元8内侧。

参见图2，本方案中的校直驱动单元4包括伺服电机401、减速器402、联轴器403、注塑机丝杆404、上拖板405、压头406、压力支撑板407、下拖板408、直线导轨409、卸荷过渡垫410、碟形弹簧411。

其中，伺服电机401、减速器402连接并固定在下拖板408上，直线导轨409固定在横梁3上，并与卸荷过渡垫410、碟形弹簧411固定在下拖板408上，减速器402通过联轴器403与注塑机丝杆404连接，上拖板405与注塑机丝杆404的螺母连接，压头406与上拖板405连接，压力支撑板407固定于下拖板408上。

由此构成的校直驱动单元4在系统发出校直指令时，伺服电机401通过减速器402、联轴器403、注塑机丝杆404把压力传递给上拖板405，再通过压头406直接作用在工件9上(如图3所示)，当工件9受力时，压头406将受到反作用力，注塑机丝杆404将传递反作用力给下拖板408，压力支撑板407随着下拖板408上移，移动一段距离后压力支撑板407碰到横梁3底部，下拖板408通过卸荷过渡垫410、碟形弹簧411卸荷，达到保护横向运行导轨的作用。

参见图3，提升单元5设置在基座1上，其主要包括固定座501、提升气缸502、限位螺丝503、更换垫504、调节垫505。

其中，提升气缸502固定于固定座501上，更换垫504固定于提升气缸502上，调节垫505固定于更换垫504上；限位螺丝503穿过更换垫504固定于固定座501上。

由此构成的提升单元5在工作时，更换垫504用于在校直过程中支撑工件9；调节垫505用于针对不同型号的工件调节尺寸。当系统发出工件翻身指令是，系统控制提升气缸502提升工件，于翻身单元8配合使用使工件可以旋转90度或者180度，当翻身结束后提升气缸502放回工件至更换垫504上；在整个提升过程中，限位螺丝503对更换垫504的提升形成进行限位，保证整个结构运行的可靠性。

参见图4，支撑单元6设置在基座1上，包括固定座601、更换垫602、调节垫603。

其中，更换垫602固定于固定座601上，调节垫603固定于更换垫602上。

由此构成的支撑单元6中，更换垫602用于在校直过程中支撑工件9，调节垫603用于不同型号的工件调节尺寸。

参见图5，本方案中的测量单元7包括固定座701、提升气缸702、限位块703、限位螺丝708、测量杆704、测量杆支架707、电杆笔705、测量支撑板706。

其中固定座701固定于基座1上，提升气缸702、测量杆支架707固定于固定座701上，限位螺丝708固定于测量杆支架707上，电杆笔705固定于测量杆支架707上，测量支撑板706固定于提升气缸702上，限位块703固定在测量支撑板706上，测量杆704固定于测量杆支架707上。

由此构成的测量单元7，当校直完成后，系统发出测量指令，提升气缸702上升，使得工件远离支撑单元6中的更换垫602，这样测量不会受到更换垫602的干扰，同时测量杆704受到弹簧力作用上升，通过电杆笔705采样数据送到处理器进行数据计算。

参见图6，翻身单元8包括支架801、送料气缸802、减速器803、伺服电机804、支撑轴805、花盘806、夹料气缸807、夹料板808。

其中，支架801固定于基座1上，送料气缸802、支撑轴805固定于支架801上，花盘806固定于支撑轴805上，同时伺服电机804固定于减速器803上，并整体的固定于支撑轴805上；夹料气缸807固定于花盘806上，夹料板808固定于夹料气缸807上。

由此构成的翻身单元8，当系统发出翻身指令时，首先由提升单元5中的提升气缸502上升，被限位螺丝503限制高度，这时工件的中心正好和花盘806的中心对齐，送料气缸802前进，夹料气缸807夹紧，然后提升气缸502缩回，伺服电机804通过减速器803、支撑轴805驱动花盘806旋转角度，旋转到位后，提升气缸502上升接住工件9，夹料气缸807放松，送料气缸802后退值原点，工件9翻身完成。

本方案中的控制单元具体采用相应的PC机或嵌入式单片机来构成。由此构成的控制单元

在控制各单元对直线导轨进行全自动校直操作时，首先控制测量单元7和校直驱动单元4依次测量并校直支撑单元6中待校直直线导轨的待校直平面的最高点，直至该待校直平面的直线度达到要求；

接着控制提升单元5将待校直直线导轨提升至翻身单元8，并控制翻身单元8将待校直直线导轨进行翻转；

再接着，控制提升单元5将翻转后的待校直直线导轨返回支撑单元6，并控制测量单元7和校直驱动单元4依次测量并校直支撑单元中翻转后的待校直直线导轨的待校直平面的最高点，直至该待校直平面的直线度达到要求。

具体过程如下：

控制单元首先控制测量单元对支撑单元中待校直直线导轨的一待校直平面的直线度进行测量，并根据测量的数据确定待校直直线导轨的最高点；接着驱动校直驱动单元移动至待校直直线导轨的最高点处；接着控制校直驱动单元对待校直直线导轨的最高点进行下拉校直；完成校直后，驱动校直驱动单元回原点，再控制测量单元对支撑单元中待校直直线导轨再次进行测量，重新确定待校直直线导轨的最高点；接着驱动校直驱动单元移动至待校直直线导轨的最高点处并控制校直驱动单元对待校直直线导轨的最高点进行下拉校直；循环重复上述测量及下拉校直动作，依次测量并校直待校直直线导轨在该平面上的最高点，直至待校直直线导轨在该平面上直线度达到要求；

控制单元控制提升单元将待校直直线导轨提升至翻身单元，接着控制翻身单元夹紧待校直直线导轨进行翻转90度；再控制提升单元将翻转后的待校直直线导轨放回支撑单元；

控制单元控制测量单元和校直驱动单元循环重复上述测量及下拉校直动作，对待校直直线导轨的另一待校直平面的校直，直至待校直直线导轨在该平面上直线度达到要求。

基于上述方案构成的全自动直线导轨校直设备，本方案给全自动直线导轨校直设备配置了一套自动上下料系统。

该自动上下料系统与支撑单元6配合，并受控于控制单元，用于将待校直的直线导轨自动送入支撑单元6，同时将支撑单元6中校直好的直线导轨取出。

根据上述方案构成的全自动直线导轨校直设备，进行直线导轨校直的过程如下：

首先，设备调零：把要加工的直线导轨标准件人工放在支撑单元6上，根据标准件大小人工调节测量单元7中的限位块703以及提升单元5和支撑单元6中的限位块，完成后使提升单元上升，调节位置使标准件的中心对准翻身单元8的回转中心，收回提升单元5，测量单元7中使提升气缸702上升。

控制单元控制调节测量单元中每个气缸尾部的螺丝使测量支撑板706与标准件接触并所有测量杆704在同一水平位置，调整所有电杆笔705至零位。

调零后将进行自动校直，将待校直的直线导轨9(参见图3)放到支撑单元6上，采用人工或通过自动上下料系统自动放到支撑单元6上。

控制单元控制测量单元7中提升气缸702上升并采样数据，数据进入控制单元处理找到直线导轨中的最高点，控制单元发出校直命令驱动校直驱动单元4中的下拖板408横向运动在直线导轨9中的最高点处停下，伺服电机401根据控制单元提供的数据通过减速器402、联轴器403把扭矩传递给注塑机丝杆404，注塑机丝杆404带动上拖板405和压头406往下运动。

当直线导轨9受力往下弯曲运动时，压头406受到反作用力并通过注塑机丝杆404传递给下拖板408，下拖板408受力并带动压力支撑板407向上运动。当上行一定量时压力支撑板407与横梁3接触，这时所有反作用力全部承受在横梁3上，当拖板408上行时，通过碟形弹簧411使直线导轨409与卸荷过渡垫410分离，达到卸荷作用。

第一次校直完成后，校直驱动单元4上行至原点，测量单元7进行数据采集，重新找直线导轨9中的最高点，再循环上次动作直到直线导轨9在该平面上直线度达到要求。

由于直线导轨9需要校直两个平面，在完成一个平面校直后，需要对另一个面进行校直。

此时，提升单元5上升直线导轨9托举至翻身单元8的回转中心高度，翻身单元8张开夹持装置并向直线导轨9运动，使夹持装置进入直线导轨9，夹持装置加紧，此时提升单元5缩回原点，翻身单元8旋转90度。完成翻转后，提升单元5伸出并接住直线导轨9，提升单元5缩回原点使直线导轨9放到支撑单元6上，系统驱动测量单元7检测直线导轨9最高点，并根据测量数据驱动校直驱动单元4完成校直动作，如此往复，直到该平面上直线度达到要求。

针对上面的结构改进，全自动直线导轨校直设备把加工过程中人为操作最大限度的简化，大大提高了机床的生产效率，能较大降低生产成本。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.全自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述校直设备包括：

设备框架；

支撑单元，所述支撑单元设置在设备框架上，支撑待校直直线导轨；

测量单元，所述测量单元设置在设备框架上，测量支撑单元中待校直直线导轨平面的直线度；

提升单元，所述提升单元设置在设备框架上，用于提升支撑单元中待校直直线导轨至翻身单元；

翻身单元，所述翻身单元设置在设备框架上，对提升单元提升的待校直直线导轨进行翻转；

校直驱动单元，所述校直驱动单元可移动的设置在设备框架上，对测量单元测得支撑单元中待校直直线导轨上的最高点进行校直；

控制单元，所述控制单元控制连接校直驱动单元、提升单元、支撑单元、测量单元以及翻身单元，协调各单元配合工作；所述控制单元控制测量单元和校直驱动单元依次测量并校直支撑单元中待校直直线导轨的待校直平面的最高点，直至该待校直平面的直线度达到要求；接着控制提升单元将待校直直线导轨提升至翻身单元，并控制翻身单元将待校直直线导轨进行翻转；接着控制提升单元将翻转后的待校直直线导轨返回支撑单元，并控制测量单元和校直驱动单元依次测量并校直支撑单元中翻转后的待校直直线导轨的待校直平面的最高点，直至该待校直平面的直线度达到要求。

2.根据权利要求1所述的自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述设备框架包括基座、侧板以及横梁，所述横梁与基座的两端分别通过侧板连接构成设备框架，所述支撑单元、提升单元、测量单元、翻身单元设置在基座上，所述校直驱动单元设置在横梁上。

3.根据权利要求1或2所述的自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述支撑单元、提升单元、测量单元按一定距离固定于基座上，测量单元和支撑单元、提升单元交错布局，相互间的距离可根据校直工艺进行调整。

4.根据权利要求1所述的自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述支撑单元，包括固定座、更换垫、调节垫，所述更换垫固定于固定座上，调节垫 固定于更换垫上。

5.根据权利要求1所述的自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述提升单元包括固定座、提升气缸、限位螺丝、更换垫、调节垫，所述提升气缸、限位螺丝固定于固定座，更换垫固定于提升气缸上，调节垫固定于更换垫上。

6.根据权利要求1所述的自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述测量单元包括固定座、提升气缸、限位块、限位螺丝、测量杆、测量杆支架、电杆笔、测量支撑板，所述固定座固定于设备框架中的基座上，提升气缸、测量杆支架固定于固定座上，限位螺丝固定于测量杆支架上，电杆笔固定于测量杆支架上，测量支撑板固定于提升气缸上，限位块固定在测量支撑板上，测量杆固定于测量杆支架上。

7.根据权利要求1所述的自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述翻身单元包括支架、送料气缸、减速器、伺服电机、支撑轴、花盘、夹料气缸、夹料板，所述支架固定于设备框架中的基座上，送料气缸、支撑轴固定于支架上，伺服电机、花盘固定于支撑轴上，伺服电机固定于减速器上，夹料气缸固定于花盘上，夹料板固定于夹料气缸上。

8.根据权利要求1所述的自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述校直驱动单元包括伺服电机、减速器、联轴器、注塑机丝杆、上拖板、压头、压力支撑板、下拖板、直线导轨、卸荷过渡垫、碟形弹簧，所述直线导轨、蝶形弹簧固定于设备框架中的横梁上，下拖板固定于直线导轨上，注塑机丝杆固定于上拖板和下拖板上，联轴器固定于注塑机丝杆上，减速器固定于下拖板上，伺服电机固定于减速器上，卸荷过渡垫、压头固定在上拖板上。

9.根据权利要求1所述的自动直线导轨校直设备，其特征在于，所述校直设备还包括自动上下料系统，所述自动上下料系统与支撑单元配合，并受控于控制单元。