CN105458857B - 一种恒力补偿装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种恒力补偿装置，包括恒力控制部分和恒力执行部分。所述恒力控制部分包括气源、与气源连接的进排气管路、设置在进排气管路上的电气比例阀和数字流量控制器。所述恒力执行部分包括固定法兰、固定在固定法兰上的气缸、由气缸驱动的工具安装法兰；工具安装法兰的位移通过传感器监测。恒力执行部分遇到工件变形等情况时，恒力控制部分可对其进行补偿，以保证恒力执行部分的运行速度稳定且对外施加的推力恒定。当恒力执行部分工作方向发生变化时，恒力控制部分中的电磁阀对气缸的进排气进行换向后对恒力执行部分进行补偿，确保恒力执行部分输出的作用力始终保持恒定。本发明可有效地保证打磨工具或其他工具对产品施加恒定作用力。

Description

一种恒力补偿装置

技术领域：

本发明涉及产品的打磨去毛刺以及需恒力补偿的技术领域，具体而言，涉及一种恒力补偿装置。

背景技术：

现在汽车行业轮毂加工生产线，由铸造机、钻孔机、热处理机、加工中心、涂装等组成。即：铝液通过铸造机压铸成轮毂，再经过热处理调整轮毂品质，再经加工中心精加工，最后喷涂油漆。机械零件在加工制造工程中，即便是精加工过程也不能避免的会有毛刺产生，毛刺的存在对零件的加工精度、装配精度、在加工定位和外观质量等许多方面都会产生不良影响，对外部有涂装层的零部件也会因毛刺的划伤产生锈蚀、脱漆等。

最近几年汽车轮毂行业去毛刺的方法也层出不穷，有人工用钢锉、砂纸、磨头打磨、修边刀等，运用最广泛的去毛刺方法是毛刷机，即：采用上下两个气缸推动两个毛刷相对轮毂进行上下运动，并且利用电机带动该两个毛刷快速旋转，对铝合金轮毂上的毛刺进行去除。这种方法可以减少劳动力，但是这种方法中两个毛刷的上下压力不可控制，当压力太小时，会造成轮毂毛刺刷不干净，工作效率降低；当压力太大时，会造成过刷，造成轮毂报废且毛刷容易磨损，增加成本。

为解决上述技术问题，申请号为201310391943.7的发明专利申请公开了一种铝合金轮毂去毛刺机的恒压自动补偿系统，在机架上定位设置有加工平台、上、下毛刷盘、以及分别用以驱动上、下毛刷盘动作的上、下升降气缸，分别在上、下升降气缸的进气口与气源之间连接有比例控制阀，还设有一对压力传感器，该对压力传感器分别用以感测上、下升降气缸进气口处的气体压力信号，并将该气体压力信号传输给控制器，控制器对该气体压力信号进行分析和计算，并控制该两比例控制阀流出气体的流速，能够确保使上、下升降气缸均以恒定的压力推动上、下毛刷盘动作，这样既能够避免因上、下毛刷盘压力不够而造成去毛刺不干净的问题，又能够避免因上、下毛刷盘压力过大而造成轮毂报废，缩短上、下毛刷盘寿命等问题。

上述发明专利申请所述的一种铝合金轮毂去毛刺机的恒压自动补偿系统仅能根据压力传感器的监测而调控比例控制阀，进而使气缸输出恒定的推力，却不能在保证气缸输出恒定推力的前提下调控气缸的进给速度。

发明内容：

本发明所解决的技术问题：现有技术中的打磨去毛刺机的恒压自动补偿系统仅能根据压力传感器的监测而调控比例控制阀，进而使气缸输出恒定的推力，却不能在保证气缸输出恒定推力的前提下调控气缸的进给速度。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种恒力补偿装置，包括恒力控制部分和恒力执行部分；

所述恒力控制部分包括气源系统、与气源系统连接的进气管路和排气管路、设置在进气管路上的第一电气比例阀和第一数字流量控制器、设置在排气管路上的第二电气比例阀和第二数字流量控制器、与第一电气比例阀和第二电气比例阀及第一数字流量控制器和第二数字流量控制器电连接的主控制系统；

所述恒力执行部分包括固定法兰、固定安装在固定法兰上支架组件、固定安装在支架组件上的气缸、由气缸驱动的工具安装法兰；所述进气管路与气缸的进气腔室连通，排气管路与气缸的排气腔室连通；所述支架组件上安装有位移传感器，所述工具安装法兰上设有与位移传感器配合使用的位移传感器辅件，所述位移传感器与主控制系统电连接。

按上述技术方案，本发明所述恒力补偿装置的工作原理如下：恒力执行部分在工作时遇到工件变形等情况时，恒力执行部分根据工件的变形情况被动的实现工具(工具安装在工具安装法兰上)的伸缩，该种伸缩的量经位移传感器的监测而反映至主控制系统，主控制系统对第一数字流量控制器和第二数字流量控制器及第一电气比例阀和第二电气比例阀进行调节，以补偿恒力执行部分因工件的变形情况而发生的工具在运行速度和施加推力方面所产生的偏差，以保证所述工具的运行速度是稳定的，而且，所述工具所施加的推力是恒定的；其中，所述第一数字流量控制器和第二数字流量控制器用于调节气缸的运行速度，进而调节工具安装法兰及其上的工具的运行速度，所述第一电气比例阀和第二电气比例阀用二调节气缸的推力，进而调节工具安装法兰及其上的工具的推力。

通过上述技术方案，在产品的打磨去毛刺以及其他需恒力补偿的工作环境中，本发明所述恒力补偿装置可有效地保证打磨工具或其他工具对产品所施加的作用力恒定，且可有效地保证所述打磨工具或其他工具的运行速度稳定。

作为本发明对恒力控制部分的一种说明，所述气源系统包括气源、气源处理器、电磁阀，所述气源处理器和电磁阀串联在气源的供气管路上；所述气源处理器对气源所供的压缩空气进行过滤和减压，所述电磁阀连接供气管路和进气管路及排气管路，电磁阀可使供气管路与进气管路连通，或者，使供气管路与排气管路连通。按上述说明，恒力执行部分工作方向发生变化时，例如，恒力执行部分由竖直运动改为水平运动，或者，恒力执行部分旋转一百八十度后进行运作，通过电磁阀对气缸的进气和排气进行换向，主控制系统主动地调节第一数字流量控制器和第二数字流量控制器及第一电气比例阀和第二电气比例阀，确保安装在工具安装法兰上的工具输出的作用力始终保持恒定，且所述工具的运行速度保持稳定。

作为本发明对恒力执行部分的一种说明，所述支架组件包括固定安装在固定法兰上的支架、固定安装在支架上的轴承支座；所述气缸固定安装在支架上，气缸通过导向轴驱动工具安装法兰，所述导向轴安装在导向轴承内，导向轴的一端连接气缸的活塞杆，导向轴的另一端连接工具安装法兰，所述导向轴承安装在轴承支座上。按上述说明，气缸通过其活塞杆驱动导向轴，进而驱使工具安装法兰运行。

作为本发明对恒力执行部分的一种说明，所述支架上开设第一导向孔和第二导向孔，第一导向孔内插设第一限位导柱，第二导向孔内插设第二限位导柱，第一限位导柱与第二限位导柱平行，第一限位导柱和第二限位导柱均与工具安装法兰固定连接。按上述说明，第一限位导柱和第二限位导柱的作用除了对工具安装法兰进行导向外，还可限制工具安装法兰的径向移动。

作为本发明对恒力执行部分的一种说明，所述固定法兰和工具安装法兰之间设有波纹防尘罩，所述波纹防尘罩用于隔离保护位于固定法兰和工具安装法兰之间的零部件。所述零部件包括了支架组件、气缸、导向轴、第一限位导柱和第二限位导柱。

附图说明：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明一种恒力补偿装置的结构示意图；

图2为图1中恒力执行部分20的结构示意图。

图中符号说明：

10、恒力控制部分；11、进气管路；12、排气管路；13、第一电气比例阀；14、第二电气比例阀；15、第一数字流量控制器；16、第二数字流量控制器；17、气源处理器；18、电磁阀；

20、恒力执行部分；21、固定法兰；22、支架组件；221、支架；222、轴承支座；23、气缸；24、工具安装法兰；25、位移传感器；250、位移传感器导线；26、导向轴承；271、第一限位导柱；272、第二限位导柱；28、波纹防尘罩；29、导向轴。

具体实施方式：

结合图1、图2，一种恒力补偿装置，包括恒力控制部分10和恒力执行部分20。

所述恒力控制部分10包括气源系统、与气源系统连接的进气管路11和排气管路12、设置在进气管路上的第一电气比例阀13和第一数字流量控制器15、设置在排气管路上的第二电气比例阀14和第二数字流量控制器16、与第一电气比例阀和第二电气比例阀及第一数字流量控制器和第二数字流量控制器电连接的主控制系统。

上述恒力控制部分10中，所述气源系统包括气源、气源处理器17、电磁阀18，所述气源处理器和电磁阀串联在气源的供气管路上；所述气源处理器对气源所供的压缩空气进行过滤和减压，所述电磁阀连接供气管路和进气管路11及排气管路12，电磁阀可使供气管路与进气管路连通，或者，使供气管路与排气管路连通。

所述恒力执行部分20包括固定法兰21、固定安装在固定法兰上支架组件22、固定安装在支架组件上的气缸23、由气缸驱动的工具安装法兰24；所述进气管路与气缸的进气腔室连通，排气管路与气缸的排气腔室连通；所述支架组件上安装有位移传感器25，所述工具安装法兰上设有与位移传感器配合使用的位移传感器辅件，所述位移传感器与主控制系统电连接。

上述恒力执行部分20中，所述支架组件22包括固定安装在固定法兰21上的支架221、固定安装在支架上的轴承支座222；所述气缸23固定安装在支架上，气缸通过导向轴29驱动工具安装法兰24，所述导向轴安装在导向轴承26内，导向轴的一端连接气缸的活塞杆，导向轴的另一端连接工具安装法兰24，所述导向轴承安装在轴承支座上。

上述恒力执行部分20中，所述支架221上开设第一导向孔和第二导向孔，第一导向孔内插设第一限位导柱271，第二导向孔内插设第二限位导柱272，第一限位导柱与第二限位导柱平行，第一限位导柱和第二限位导柱均与工具安装法兰24固定连接。

上述恒力执行部分20中，所述固定法兰21和工具安装法兰24之间设有波纹防尘罩28，所述波纹防尘罩用于隔离保护位于固定法兰和工具安装法兰之间的零部件。

实际操作中，本发明所述恒力补偿装置的工作方法包括被动补偿和主动补偿，分述如下：

第一，被动补偿。恒力执行部分20在工作时遇到工件变形等情况时，恒力执行部分20根据工件的变形情况被动的实现工具(工具安装在工具安装法兰24上)的伸缩，该种伸缩的量经位移传感器25的监测而反映至主控制系统，主控制系统对第一数字流量控制器15和第二数字流量控制器16及第一电气比例阀13和第二电气比例阀14进行调节，以补偿恒力执行部分20因工件的变形情况而发生的工具在运行速度和施加推力方面所产生的偏差，以保证所述工具的运行速度是稳定的，而且，所述工具所施加的推力是恒定的。

第二，主动补偿。恒力执行部分20工作方向发生变化时，例如，恒力执行部分20由竖直运动改为水平运动，或者，恒力执行部分20旋转一百八十度后进行运作，通过电磁阀18对气缸23的进气和排气进行换向，主控制系统主动地调节第一数字流量控制器15和第二数字流量控制器16及第一电气比例阀13和第二电气比例阀14，确保安装在工具安装法兰24上的工具输出的作用力始终保持恒定，且所述工具的运行速度保持稳定。

以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种恒力补偿装置，包括恒力控制部分(10)和恒力执行部分(20)；其特征在于：

所述恒力控制部分包括气源系统、与气源系统连接的进气管路(11)和排气管路(12)、设置在进气管路上的第一电气比例阀(13)、设置在排气管路上的第二电气比例阀(14)、与第一电气比例阀和第二电气比例阀电连接的主控制系统；

所述恒力执行部分包括固定法兰(21)、固定安装在固定法兰上支架组件(22)、固定安装在支架组件上的气缸(23)、由气缸驱动的工具安装法兰(24)；所述进气管路与气缸的进气腔室连通，排气管路与气缸的排气腔室连通；

所述进气管路上设有第一数字流量控制器(15)，所述排气管路上设有第二数字流量控制器(16)，所述第一数字流量控制器和第二数字流量控制器均与主控制系统电连接；所述支架组件上安装有位移传感器(25)，所述工具安装法兰上设有与位移传感器配合使用的位移传感器辅件，所述位移传感器与主控制系统电连接；

所述气源系统包括气源、气源处理器(17)、电磁阀(18)，所述气源处理器和电磁阀串联在气源的供气管路上；所述气源处理器对气源所供的压缩空气进行过滤和减压，所述电磁阀连接供气管路和进气管路(11)及排气管路(12)，电磁阀可使供气管路与进气管路连通，或者，使供气管路与排气管路连通；

所述支架组件(22)包括固定安装在固定法兰(21)上的支架(221)、固定安装在支架上的轴承支座(222)；所述气缸(23)固定安装在支架上，气缸通过导向轴(29)驱动工具安装法兰(24)，所述导向轴安装在导向轴承(26)内，导向轴的一端连接气缸的活塞杆，导向轴的另一端连接工具安装法兰(24)，所述导向轴承安装在轴承支座上。

2.如权利要求1所述的一种恒力补偿装置，其特征在于：所述支架(221)上开设第一导向孔和第二导向孔，第一导向孔内插设第一限位导柱(271)，第二导向孔内插设第二限位导柱(272)，第一限位导柱与第二限位导柱平行，第一限位导柱和第二限位导柱均与工具安装法兰(24)固定连接。

3.如权利要求1所述的一种恒力补偿装置，其特征在于：所述固定法兰(21)和工具安装法兰(24)之间设有波纹防尘罩(28)，所述波纹防尘罩用于隔离保护位于固定法兰和工具安装法兰之间的零部件。