CN106180523B - 冷镦机磁悬浮夹钳转送机构 - Google Patents

冷镦机磁悬浮夹钳转送机构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种冷镦机磁悬浮夹钳转送机构。该机构包括安装在冷镦机上矫直轮、剪断机构、浮动平台、磁悬浮转送机构和同步永磁电机。物料通过矫直轮矫直后，被剪断机构剪断，等待被夹紧转送。与此同时同步永磁电机将驱动磁悬浮转送机构的转动，使浮动平台做水平移动和上下抬升动作，浮动平台上的夹钳机构加紧物体，转移物料到工位上。本机构的最大特点就是转送过程中稳点平稳，不会由于冷镦机本身的颤动，使物料在夹紧过程中避免发生脱落；对噪音也得到了很好的控制；比以往固定式转送夹钳机构更能有效运用有限空间的高度。

Description

冷镦机磁悬浮夹钳转送机构
技术领域
本发明涉及一种冷镦机，特别涉及一种冷镦机磁悬浮夹钳转送机构。
背景技术
冷镦主要用于制造螺栓、螺母、铁钉、铆钉和钢球等零件。锻坯材料可以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金等，材料利用率可达80～90％。冷镦多在专用的冷镦机上进行，便于实现连续、多工位、自动化生产。在冷镦机上能完成送料、切料、夹紧物料、转送物料、镦头、聚积、成形、顶料、倒角、搓丝、缩径和切边等工序。生产效率高，冷镦工件的直径大。棒料由送料机构自动送进一定长度，切断机构将其切断成坯料，然后由夹钳转送机构依次送至聚积压形和冲孔工位进行成形，该过程需要有夹钳转送机构的配合使用。冷镦机要求结构紧凑、操作平稳、加工精密，安全可靠。
发明内容
本发明的目的在于针对现有冷镦机聚积压形、冲孔工位时一方面由于受很大镦压力，使冷镦机的机身发生震颤，在夹紧物料时发生脱落，另一方面由于冷镦机在转送过程需要多个机构作为辅助完成，这些中间环节所带来的各种误差，使得精度降低。所以提供了一种冷镦机磁悬浮夹钳转送机构，能够使物料在夹紧过程中避免发生脱落；对噪音也得到了很好的控制；比以往固定式转送夹钳机构更能有效运用有限空间的高度。
为了达到上述目的，本发明的构思是：一种冷镦机磁悬浮夹钳转送机构，包括安装在冷镦机上矫直轮、剪断机构、夹钳机构、浮动平台、磁悬浮转送机构和同步永磁电机，其特征在于：所述冷镦机上矫直轮的右前方设置剪断机构，在剪断机构的右方放置浮动平台，浮动平台上面沿前进方向均布列置若干个夹钳机构，所述浮动平台设置在磁悬浮转送机构上，所述同步永磁电机传动连接磁悬浮转送机构；冷镦机上矫直轮和剪断机构配合作业，当物料通过矫直轮矫直后，被剪断机构剪断，等待夹钳机构夹紧转送，同步永磁电机作为动力源，驱动磁悬浮转送机构转动，使浮动平台做水平移动和上下抬升动作，使浮动平台上的夹钳机构加紧物料，转移物料到工位上。
优选地，所述磁悬浮转送机构包括6个径向磁悬浮轴承、4个轴向磁悬浮轴承、转轴、转轴凸缘、传感器一、磁悬浮轴承控制器、传感器二和传感器三，所述6个径向磁悬浮轴承、4个轴向磁悬浮轴承分别分布在转轴两侧，转轴上套有转轴凸缘，传感器一、传感器二和传感器三用以传递信号而分别设置靠近转轴；安装在冷镦机上的同步永磁电机驱动转轴运转，通过传感器一、传感器二和传感器三检测磁悬浮夹钳转送机构上转轴和转轴凸缘的位移信号，将得到信号送入一个磁悬浮轴承控制器进行调理、运算和放大得到控制电流，再将该控制电流输入径向磁悬浮轴承和轴向磁悬浮轴承，通过电流产生磁场，又由磁场产生吸力，从而实现转轴带动浮动平台的水平移动和上下抬升，实现物料的转送动作。
优选地，所述浮动平台与转轴固定相连，夹钳机构安装在浮动平台上，即浮动平台是一个中间平衡装置；浮动平台在6个径向磁悬浮轴承和4个轴向磁悬浮轴承所形成的磁场的作用下处于平衡位置，这个位置即为初始位置，单个径向磁悬浮轴承或者是轴向磁悬浮轴承磁场吸力与电磁铁的匝数的平方成正比，与间隙的平方成反比；由于结构的对称性，径向磁悬浮轴承在Y轴正负方间隙处产生的磁通是相等的，此时两间隙处对浮动平台的吸力相等；Y轴两侧径向磁悬浮轴承对浮动平台的吸力相等；对于轴向磁悬浮轴承来说，在Z方向间隙处的磁通与X和Y方向间隙的磁通量略有不同，Z方向的磁通量略大是以平衡浮动平台和物料的重量；由于浮动平台的存在可以保证夹钳机构在夹紧物料时，不至于冷镦机本身的颤动，使夹钳动作的更加稳定，避免发生脱落。
优选地，所述夹钳机构包括弹簧、金属滑块、左夹钳、右夹钳和铰链；其中两个金属滑块之间安装有弹簧，金属滑块安装在所述浮动平台上，可以在浮动平台上自由滑动；左夹钳和右夹钳分别装有铰链，可自由转动；在浮动平台做向上抬升运动时，会驱动金属滑块的滑动，从而使左夹钳和右夹钳做夹紧动作，当把物料转送到工位上时，浮动平台做下降动作，由于两金属滑块通过弹簧连接，原来扩张的弹簧将做收缩运动，从而使左夹钳和右夹钳做展开动作。
本发明的积极进步效果在于：本发明用同步永磁电机一方面为夹钳转送动作提供动力源；一方面是高精密控制驱动，冷镦机在转送过程需要多个机构作为辅助完成，这些中间环节所带来的各种误差，使得精度降低，所以用磁悬浮转送装置代替原先装置来提高夹钳转送精确度；浮动平台是与转轴相连的，夹钳机构安装在浮动平台上，由于浮动平台的存在可以保证夹钳机构在夹紧物料时，不至于冷镦机本身的颤动，使夹钳动作的更加稳定，避免发生脱落。
附图说明
图1是冷镦机磁悬浮夹钳转送机构整体原理图。
图2是冷镦机磁悬浮夹钳转送机构中夹钳机构的局部放大原理图。
图3是图1所示装置的控制系统工作原理框图。
图4是图2所示装置的控制系统工作原理框图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
实施例：参见图1、图2、图3和图4，本冷镦机磁悬浮夹钳转送机构，包括安装在冷镦机上矫直轮1、剪断机构3、夹钳机构4、浮动平台5、磁悬浮转送机构11和同步永磁电机9，述冷镦机上矫直轮1的右前方设置剪断机构3，在剪断机构3的右方放置浮动平台5，浮动平台5上面沿前进方向均布列置若干个夹钳机构4，所述浮动平台5设置在磁悬浮转送机构11上，所述同步永磁电机9传动连接磁悬浮转送机构11；所述冷镦机上矫直轮1和剪断机构3配合作业，当物料2通过矫直轮1矫直后，被剪断机构3剪断，等待夹钳机构4夹紧转送，同步永磁电机9作为动力源，驱动磁悬浮转送机构11转动，使浮动平台5做水平移动和上下抬升动作，使浮动平台5上的夹钳机构4加紧物料2，转移物料2到工位上。
实施例二：本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：所述磁悬浮转送机构11包括6个径向磁悬浮轴承6、4个轴向磁悬浮轴承7、转轴10、转轴凸缘8、传感器一12、磁悬浮轴承控制器14、传感器二13和传感器三15，所述6个径向磁悬浮轴承6、4个轴向磁悬浮轴承7分别分布在转轴10两侧，转轴10上套有转轴凸缘8，传感器一12、传感器二13和传感器三15用以传递信号而分别设置靠近转轴10；安装在冷镦机上的同步永磁电机9驱动转轴10运转，通过传感器一12、传感器二13和传感器三15检测磁悬浮夹钳转送机构上转轴10和转轴凸缘8的位移信号，将得到信号送入一个磁悬浮轴承控制器14进行调理、运算和放大得到控制电流，再将该控制电流输入径向磁悬浮轴承6和轴向磁悬浮轴承7，通过电流产生磁场，又由磁场产生吸力，从而实现转轴10带动浮动平台5的水平移动和上下抬升，实现物料2的转送动作。
所述浮动平台5与转轴10固定相连，夹钳机构4安装在浮动平台5上，即浮动平台5是一个中间平衡装置；浮动平台5在6个径向磁悬浮轴承6和4个轴向磁悬浮轴承7所形成的磁场的作用下处于平衡位置，这个位置即为初始位置，单个径向磁悬浮轴承6或者是轴向磁悬浮轴承7磁场吸力与电磁铁的匝数的平方成正比，与间隙的平方成反比；由于结构的对称性，径向磁悬浮轴承6在Y轴正负方间隙处产生的磁通是相等的，此时两间隙处对浮动平台5的吸力相等；Y轴两侧径向磁悬浮轴承6对浮动平台5的吸力相等；对于轴向磁悬浮轴承7来说，在Z方向间隙处的磁通与X和Y方向间隙的磁通量略有不同，Z方向的磁通量略大是以平衡浮动平台5和物料2的重量；由于浮动平台5的存在可以保证夹钳机构4在夹紧物料2时，不至于冷镦机本身的颤动，使夹钳动作的更加稳定，避免发生脱落。
所述夹钳机构4包括弹簧20、金属滑块19、左夹钳16、右夹钳18和铰链17；其中两个金属滑块19之间安装有弹簧20，金属滑块19安装在所述浮动平台5上，可以在浮动平台5上自由滑动；左夹钳16和右夹钳18分别装有铰链17，可自由转动；在浮动平台5做向上抬升运动时，会驱动金属滑块19的滑动，从而使左夹钳16和右夹钳18做夹紧动作，当把物料2转送到工位上时，浮动平台5做下降动作，由于两金属滑块19通过弹簧20连接，原来扩张的弹簧20将做收缩运动，从而使左夹钳16和右夹钳18做展开动作。
本例的控制系统工作原理见图3和图4。
本发明的目的在于针对现有冷镦机聚积压形、冲孔工位时一方面由于受很大镦压力，使冷镦机的机身发生震颤，在夹紧物料时发生脱落，采用冷镦机夹钳机构配合磁悬浮，有着消除噪音，缓解震动，传送物料平稳的特点，使物料在夹紧过程中避免发生脱落，比以往固定式转送夹钳机构更能有效运用有限空间的高度。另一方面由于冷镦机在转送过程需要多个机构作为辅助完成，这些中间环节所带来的各种误差，使得精度降低。所以提供了一种冷镦机磁悬浮夹钳转送机构，提高转送精度。

Claims (3)

1.冷镦机磁悬浮夹钳转送机构，包括安装在冷镦机上矫直轮（1）、剪断机构（3）、夹钳机构（4）、浮动平台（5）、磁悬浮转送机构（11）和同步永磁电机（9），其特征在于：所述冷镦机上矫直轮（1）的右前方设置剪断机构（3），在剪断机构（3）的右方设置浮动平台（5），浮动平台（5）上面沿前进方向均布列置若干个夹钳机构（4），所述浮动平台（5）设置在磁悬浮转送机构（11）上，所述同步永磁电机（9）传动连接磁悬浮转送机构（11）；所述冷镦机上矫直轮（1）和剪断机构（3）配合作业，当物料（2）通过矫直轮（1）矫直后，被剪断机构（3）剪断，等待夹钳机构（4）夹紧转送,同步永磁电机（9）作为动力源，驱动磁悬浮转送机构（11）转动,使浮动平台（5）做水平移动和上下抬升动作，使浮动平台（5）上的夹钳机构（4）夹紧物料（2），转移物料（2）到工位上；所述磁悬浮转送机构（11）包括6个径向磁悬浮轴承（6）、4个轴向磁悬浮轴承（7）、转轴（10）、转轴凸缘（8）、传感器一（12）、磁悬浮轴承控制器（14）、传感器二（13）和传感器三（15），所述6个径向磁悬浮轴承（6）、4个轴向磁悬浮轴承（7）分别分布在转轴（10）两侧，转轴（10）上套有转轴凸缘（8），传感器一（12）、传感器二（13）和传感器三（15）用以传递信号而分别设置靠近转轴（10）；安装在冷镦机上的同步永磁电机（9）驱动转轴（10）运转，通过传感器一（12）、传感器二（13）和传感器三（15）检测磁悬浮夹钳转送机构上转轴（10）和转轴凸缘（8）的位移信号，将得到信号送入一个磁悬浮轴承控制器（14）进行调理、运算和放大得到控制电流，再将该控制电流输入径向磁悬浮轴承（6）和轴向磁悬浮轴承（7），通过电流产生磁场，又由磁场产生吸力，从而实现转轴（10）带动浮动平台（5）的水平移动和上下抬升，实现物料（2）的转送动作。
2.根据权利要求1所述的冷镦机磁悬浮夹钳转送机构，其特征在于：所述浮动平台（5）与转轴（10）固定相连，夹钳机构（4）安装在浮动平台（5）上，即浮动平台（5）是一个中间平衡装置；浮动平台（5）在6个径向磁悬浮轴承（6）和4个轴向磁悬浮轴承（7）所形成的磁场的作用下处于平衡位置，这个位置即为初始位置，单个径向磁悬浮轴承（6）或者是轴向磁悬浮轴承（7）磁场吸力与电磁铁的匝数的平方成正比，与间隙的平方成反比；由于结构的对称性，径向磁悬浮轴承（6）在Y轴正负方间隙处产生的磁通是相等的，此时两间隙处对浮动平台（5）的吸力相等；Y轴两侧径向磁悬浮轴承（6）对浮动平台（5）的吸力相等；对于轴向磁悬浮轴承（7）来说，在Z方向间隙处的磁通与X和Y方向间隙的磁通量略有不同，Z方向的磁通量略大是以平衡浮动平台（5）和物料（2）的重量；由于浮动平台（5）的存在可以保证夹钳机构（4）在夹紧物料（2）时，不至于冷镦机本身的颤动，使夹钳动作的更加稳定，避免发生脱落。
3.根据权利要求1或2所述的冷镦机磁悬浮夹钳转送机构，其特征在于：所述夹钳机构（4）包括弹簧（20）、金属滑块（19）、左夹钳（16）、右夹钳（18）和铰链（17），其中两个金属滑块（19）之间安装有弹簧（20），金属滑块（19）安装在所述浮动平台（5）上，可以在浮动平台（5）上自由滑动；左夹钳（16）和右夹钳（18）分别装有铰链（17），可自由转动；在浮动平台（5）做向上抬升运动时，会驱动金属滑块（19）的滑动，从而使左夹钳（16）和右夹钳（18）做夹紧动作，当把物料（2）转送到工位上时，浮动平台（5）做下降动作，由于两金属滑块（19）通过弹簧（20）连接，原来扩张的弹簧（20）将做收缩运动，从而使左夹钳（16）和右夹钳（18）做展开动作。
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