一种二胡弦轴自动加工机
技术领域
本发明属于机械自动化领域,具体而言,涉及一种由PLC控制的二胡弦轴自动加工机。
背景技术
现有的二胡弦轴加工基本为单工序的手工操作,例如弦轴的磨削、打孔和切断,这些工序既不能进行分度,还必须全部通过人工来逐个完成。这种加工方式不仅劳动强度大,加工成本高,而且由于各个工序均需要人工参与,因此十分容易出错,无法保证产品质量,产品一致性差,加工效率低下。
发明内容
为了弥补现有技术的不足,本发明旨在提供一种二胡弦轴自动加工机,以实现二胡弦轴的自动连续加工,提高加工效率,降低劳动强度。
为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
一种二胡弦轴自动加工机,包括一个工作台,所述工作台的加工台面上设置有夹紧分度机构、钻孔机构、磨削机构和切断机构,所述夹紧分度机构位于所述加工台面的中央,所述钻孔机构位于所述夹紧分度机构的左侧,所述磨削机构位于所述夹紧分度机构的后侧,所述切断机构位于所述夹紧分度机构的右侧;
所述夹紧分度机构包括一个分度盘,所述分度盘由上盘、下盘、分度盘旋转轴和分度盘连杆组成;所述分度盘旋转轴垂直地设置在所述加工台面上,所述分度盘旋转轴的下端与位于所述加工台面下方的分度盘步进电机连接;所述上盘和所述下盘均套设在所述分度盘旋转轴上,所述上盘与所述下盘通过四根所述分度盘连杆连接在一起;所述上盘的边缘设置有四个用于夹紧弦轴毛坯顶部的夹紧装置,所述下盘的边缘设置有四个用于安放所述弦轴毛坯的转盘装置,四个所述夹紧装置与四个所述转盘装置分别上下一一对应,构成四个可以轮转的工位;每个所述转盘装置的后侧均设置有一个用于监测所述弦轴毛坯是否安装到位的第一光电反射传感器;所述转盘装置的底端依次设置有一个摩擦从动轮和一个带有齿形端面的连轴装置从动轮;所述分度盘的前方设置有一定位杆支架,所述定位杆支架上横向设置有一根用于实现所述弦轴毛坯圆周方向定位的定位杆;
所述钻孔机构由摩擦轮设备、打孔设备和探测设备组成;所述摩擦轮设备包括竖直设置在所述加工台面上的摩擦轮驱动电机,所述摩擦轮驱动电机的转轴上设置有摩擦主动轮,所述摩擦主动轮与所述分度盘上的所述摩擦从动轮接触;所述打孔设备位于所述摩擦轮设备的后方,所述打孔设备包括固定在所述加工台面上的打孔设备安装板,所述打孔设备安装板上设置有两条第一直线导轨、第一丝杠螺母和打孔设备进给电机,两条所述第一直线导轨分别设置在所述打孔设备安装板上端面的左右两侧,所述第一丝杠螺母平行地设置在两条所述第一直线导轨之间,所述打孔设备进给电机设置在所述第一丝杠螺母的后方,所述打孔设备进给电机的转轴与所述第一丝杠螺母的一端连接;两条所述第一直线导轨上设置有一个支架安装座,所述支架安装座的下端面通过连接块与所述第一丝杠螺母连接,所述支架安装座的上端面设置有一个钻头驱动电机支架,所述钻头驱动电机支架上设置有钻头驱动电机,所述钻头驱动电机的转轴上设置有钻头,所述钻头的头部对准所述分度盘上的弦轴毛坯的上部;所述探测设备位于所述摩擦轮设备的一侧,所述探测设备包括一个竖直设置在所述加工台面的传感器支架,所述传感器支架上设置有一个用于探测弦轴毛坯角度的第二光电反射传感器,所述第二光电反射传感器位于所述钻头的下方,所述第二光电反射传感器的探头对准所述分度盘上的弦轴毛坯的下部;所述支架安装座的一个侧面上设置有一个第一行程开关挡铁,任意一个所述第一直线导轨的外侧面上设置有两个前后排列的第一行程开关;所述第一行程开关挡铁与两个所述第一行程开关位于所述打孔设备的同一侧;
所述磨削机构由磨削装置和连轴装置组成;所述连轴装置包括一根竖直设置在所述加工台面上的连接杆,所述连接杆的上部位于所述加工台面的上方,所述连接杆的下部位于所述加工台面的下方;所述连接杆的底端连接有一个用于带动所述连接杆旋转的弦轴毛坯旋转驱动电机,所述连接杆的下部连接有一个用于控制所述连接杆上下伸缩的连轴装置驱动气缸,所述连接杆的顶端设置有一个带有齿形端面的连轴装置主动轮,所述连轴装置主动轮可通过所述连接杆的伸缩与分度盘上的所述连轴装置从动轮实现啮合或分离;所述磨削装置位于所述连轴装置的后方,所述磨削装置包括一块磨削装置滑板,所述磨削装置滑板通过两条第二直线导轨安装在所述加工台面的上表面;所述磨削装置滑板的下表面上设置有磨头电机支架和从动皮带轮,所述磨头电机支架上设置有磨头驱动电机,所述磨头驱动电机的转轴上设置有主动皮带轮,所述主动皮带轮与所述从动皮带轮之间通过皮带连接,所述从动皮带轮的转轴向上穿过所述磨削装置滑板后与一成型磨头连接,所述成型磨头对准所述分度盘上的弦轴毛坯;所述加工台面的下表面通过支架设置有一根第二丝杠螺母,所述第二丝杠螺母与所述加工台面上表面的两条所述第二直线导轨平行,所述第二丝杠螺母的一端设置有磨头进给电机,所述第二丝杠螺母通过一连接块与所述磨削装置滑板的下表面连接;所述磨削装置滑板的上表面上设置有一个前后开口的保护罩,所述保护罩的前部开口由上而下罩住整个所述成型磨头,所述保护罩的后部开口与一抽风装置连接;所述磨削装置滑板的下表面上还设置有一个用于探测磨削距离的直线位移传感器,所述直线位移传感器的探头与所述第二丝杠螺母平行,并对准所述磨头电机支架;
所述切断机构由夹持装置和锯断装置组成;所述锯断装置包括一块设置在所述加工台面上的锯断装置安装板,所述锯断装置安装板上设置有两条第三直线导轨,两条所述第三直线导轨之间平行设置有一根第三丝杠螺母,两条所述第三直线导轨的前端设置有一块挡板,两条所述第三直线导轨的后端设置有一个锯断装置进给电机,所述锯断装置进给电机的转轴与所述第三丝杠螺母的一端连接,两条所述第三直线导轨上设置有一个锯片刀支架,所述锯片刀支架的底部通过一个连接块与所述第三丝杠螺母连接;所述锯片刀支架的后部设置有一个锯片刀驱动电机,所述锯片刀支架的前部横向设置有一个锯片刀;所述锯片刀驱动电机的转轴上设置有一个主动带轮,所述锯片刀通过联接轴连接有一个从动带轮,所述主动带轮和所述从动带轮之间通过皮带连接;所述夹持装置位于所述锯断装置的前方,所述夹持装置包括两个设置在所述加工台面上的导轨支架,每个导轨支架上分别设置有一条第四直线导轨,两条所述第四直线导轨上设置有一个气爪支架,所述气爪支架上设置有一个气爪松紧气缸,所述气爪松紧气缸的摆杆上设置有一个气爪,所述气爪位于所述锯片刀的正下方,且所述气爪对准所述分度盘上的弦轴毛坯;两条所述第四直线导轨之间设置有一个气爪伸缩气缸,所述气爪伸缩气缸固定在所述气爪支架的底部,所述气爪伸缩气缸活塞杆的运动方向与两条所述第四直线导轨平行,所述气爪伸缩气缸的活塞杆与所述挡板连接;所述锯片刀支架的一个侧面上设置有第二行程开关挡铁,任意一个所述第三直线导轨的外侧面上设置有两个前后排列的第二行程开关;所述第二行程开关挡铁与两个所述第二行程开关位于所述锯断装置的同一侧。
进一步的,每个所述夹紧装置均包括有一个快速夹头,所述快速夹头通过快速夹头支架设置在所述上盘的上表面;所述快速夹头的底部连接有一根快速夹头压杆,所述快速夹头压杆的底部通过一对端面轴承与一根连接螺杆连接;所述连接螺杆的上部套设有第一弹簧,所述第一弹簧的顶端与所述端面轴承的下端接触,所述第一弹簧的底端与所述上盘的上表面接触;所述连接螺杆的底部通过内螺纹设置有一压头,所述连接螺杆的下部设置有一用于锁紧所述压头的螺母。
进一步的,所述第一弹簧的外部套设有一个导向套,所述导向套的底部安装在所述上盘的上表面上;所述导向套的内孔尺寸与所述连接螺杆外圆尺寸相配合。
进一步的,所述连接螺杆的下部套设有保护套,所述保护套的顶部固定在所述上盘的下表面上,所述压头露出于所述保护套的底部。
进一步的,每个所述转盘装置均包括一个设置在所述下盘上表面的弦轴转盘,所述弦轴转盘上端面的中央设置有一个用于对所述准弦轴毛坯底部定位孔的定位销钉;所述弦轴转盘的下部穿过所述下盘后通过锁紧螺母与所述连轴装置从动轮连接,所述摩擦从动轮套设在所述锁紧螺母的外表面上。
进一步的,所述摩擦轮驱动电机通过一个摩擦轮驱动电机固定装置安装在所述加工台面上,所述摩擦轮驱动电机固定装置包括一个中部开孔的导杆支架定位板,所述导杆支架定位板上端面的左右侧分别设置有一对导杆支架,每对所述导杆支架上均设置有一根导杆,所述导杆的前部套设有第二弹簧,所述第二弹簧位于所述导杆前端与前部的所述导杆支架之间;两根所述导杆上设置有一块摩擦轮驱动电机安装板,所述摩擦轮驱动电机安装板的中央开设有转轴孔,所述摩擦轮驱动电机安装在所述摩擦轮驱动电机安装板的下端面,所述摩擦轮驱动电机的转轴向上从所述摩擦轮驱动电机安装板的转轴孔中钻出,所述摩擦轮驱动电机的下部穿过所述导杆支架定位板的中部开孔,位于所述加工台面的下方。
进一步的,所述连轴装置包括有一个用于安装所述弦轴毛坯旋转驱动电机和所述连轴装置驱动气缸的三层固定架,所述三层固定架的顶层固定在所述加工台面的下表面,所述连轴装置驱动气缸安装在所述三层固定架的中层,所述三层固定架中层和所述三层固定架底层之间的连杆上通过导套设置有一块安装板,所述弦轴毛坯旋转驱动电机安装在所述安装板上,所述连轴装置驱动气缸的活塞杆向下与所述安装板连接,所述安装板可在所述连轴装置驱动气缸的带动下沿所述连杆上下运动。
进一步的,所述主动带轮和所述从动带轮之间设置有一个张紧带轮,所述张紧带轮通过一个张紧带轮支架安装在所述锯片刀支架上。
进一步的,所述气爪支架为一个三层支架,所述三层支架的底层与两条所述第三直线导轨连接,所述气爪松紧气缸安装在所述三层支架的中层,所述气爪伸缩气缸的活塞杆通过一个连接件与所述三层支架的中层连接。
进一步的,所述工作台的尺寸为1200mm*1200mm*700mm,符合人机工程,所述工作台的框架采用60mm*60mm的方管钢材组装而成;所述加工台面离地距离为700mm,所述加工台面采用15mm钢板,整体强度高。
本发明的工作原理如下:
本发明的夹紧分度机构处于加工台面的中心位置,在夹紧分度机构的前方则为弦轴毛坯的上料区域,在夹紧分度机构的左侧则为用于对弦轴毛坯进行打孔的钻孔机构,在夹紧分度机构的后侧则为用于对弦轴毛坯进行磨削加工的磨削机构,在夹紧分度机构的右侧则为对弦轴毛坯进行锯断的切断机构。
夹紧分度机构的分度盘上的四组夹紧装置与四组转盘装置分别一一对应,构成了四个工位。夹紧分度机构的分度盘旋转轴下方连接有步进电机,通过步进电机带动分度盘旋转轴和分度盘旋转,使得上述的四个工位能够在上料区域、钻孔机构、磨削机构和切断机构之间的进行轮转,从而实现分度,四个工位可连接加工。因此,根据每个工位当时所处位置的不同,可以分别称之为上料工位、钻孔工位、磨削工位以及切断工位。
首先,操作员将底部带有定位孔的弦轴毛坯对准定位销钉,放置在弦轴转盘上,转动弦轴毛坯,直至碰到安装在支架上的定位杆,实现圆周方向定位。然后向下扳转快速夹头,带动快速夹头压杆和端面轴承向下运动,进而带动连接螺杆及其底部的压头一同向下运动,压紧弦轴毛坯,在光电传感器检测弦轴毛坯是否安装到位后,实现夹紧。
当操作员将弦轴毛坯装夹到分度盘上后,按启动按钮,分度盘步进电机工作,带动分度盘转过90°,将弦轴毛坯从上料工位旋转至钻孔工位,摩擦从动轮和摩擦主动轮接触,同时弹簧提供压紧力,随后摩擦轮驱动电机工作,驱动摩擦主动轮旋转,摩擦主动轮通过摩擦力带动摩擦从动轮旋转,进而带动弦轴毛坯旋转。安装在传感器支架上的光电反射传感器探测弦轴毛坯的角度,当弦轴毛坯旋转至垂直于钻头时,摩擦轮驱动电机停止旋转并自锁,从而固定弦轴毛坯的角度。钻头驱动电机旋转,带动钻头旋转,同时打孔设备进给电机正转,通过丝杠螺母和直线导轨带动钻头驱动电机支架向前运动,进而带动钻头驱动电机和钻头向前运动,对弦轴毛坯进行钻孔动作。当安装在支架安装座上的行程开关挡铁碰到前段的行程开关时,钻孔动作完成,打孔设备进给电机反转,通过丝杠螺母和直线导轨带动钻头驱动电机支架向后运动,进而带动钻头驱动电机和钻头向后运动,进行钻孔退出动作。当安装在支架安装座上的行程开关挡铁碰到后段的行程开关时,退出完成,打孔设备进给电机停止工作,钻头驱动电机停止工作,钻头停止旋转,至此完成一个钻孔工序。
当弦轴毛坯在二胡弦轴自动加工机的钻空工位完成钻孔后,操作人员按启动按钮,分度盘步进电机工作,带动分度转盘再次转过90°,将弦轴毛坯旋转至本发明所在的磨削工位。随即连轴装置驱动气缸工作,活塞杆缩回,进而通过连接杆带动连轴装置主动轮向上运动,使得连轴装置主动轮上面的端面齿与连轴装置从动轮啮合;然后毛坯旋转驱动电机工作,带动连接杆旋转,进而通过啮合的连轴装置主动轮和连轴装置从动轮带动弦轴毛坯旋转;同时,磨头驱动电机工作,通过皮带传动带动成型磨头旋转;然后磨头进给电机正转,通过丝杠螺母、连接块,带动磨削装置滑板沿直线导轨向前运动,使成型磨头对弦轴毛坯进行磨削,同时连接在保护罩后端的抽风装置工作,吸走磨削产生的木屑。直线位移传感器用于检测磨削距离,当探测到磨削距离到达后,磨头进给电机反转,通过丝杠螺母和连接块,带动磨削装置滑板沿直线导轨向后运动,退出磨削工作,连接在保护罩后端的抽风装置停止工作,磨头驱动电机停止工作,成型磨头停止旋转,毛坯旋转驱动电机也停止工作,弦轴毛坯停止旋转。连轴装置驱动气缸再次工作,活塞杆伸出,通过连接杆带动连轴装置主动轮向下运动,脱开与连轴装置从动轮的啮合,至此完成一个磨削成型工序。
当弦轴毛坯在二胡弦轴自动加工机的磨削工位完成磨削后,操作人员按启动按钮,分度盘步进电机工作,带动分度盘再次转过90°,将弦轴毛坯旋转至本发明所在的切断工位。随即本发明的气爪松紧气缸工作,驱动气爪张开,气爪伸缩气缸也工作,通过小直线导轨带动气爪向前运动,气爪松紧气缸再次工作,驱动气爪抓紧,夹住安装在分度盘上的已经加工完成的弦轴。随后锯片刀驱动电机工作,通过皮带传动带动锯片刀旋转,然后锯断装置进给电机正转,通过丝杠螺母和大直线导轨带动锯片刀支架向前运动,对加工完成的弦轴的顶部进行锯断动作。安装在锯片刀支架上的行程开关挡铁碰到前段的行程开关时,锯断动作完成,锯断装置进给电机随即反转,通过丝杠螺母和大直线导轨带动锯片刀支架向后运动,退出锯断动作,当安装在锯片刀支架上的行程开关挡铁碰到后段的行程开关时,退出完成;接着锯断装置进给电机停止工作,锯片刀驱动电机也停止工作,锯片刀停转;然后气爪伸缩气缸工作,通过小直线导轨带动夹着弦轴的气爪向后运动,将切断后的弦轴从切断工位中移出,气爪松紧气缸再次工作,驱动气爪松开,弦轴掉落,至此完成个弦轴切断工序,也完成了一个从弦轴毛坯到弦轴成品的全部加工过程。
本发明的有益效果是:
1、本发明的工作台的尺寸符合人机工程,工作台框架选用60mm*60mm方管钢材组装而成,工作台面选用15mm钢板,整体强度高,而且工作台内部控制回路和气动回路分开布局,避免产生干扰。
2、本发明采用多工位自动加工,一次装夹可完成弦轴毛坯的钻孔、成型加工、锯断三个工序,加工效率高,加工质量可靠,而且本发明设备操作简单,全自动控制,作业员只需在第一工位将弦轴坯料装夹好,按启动按钮即可,劳动强度小,制造成本低。
3、本发明的夹紧分度机构采用了快速夹紧装置,并设有检测传感器用于检测弦轴毛坯是否安装到位,夹紧可靠,劳动强度低。
4、本发明的钻孔机构采用进给电机驱动,丝杠螺母及直线导轨传动,定尺寸钻头自动打孔方式,并配以行程开关,控制打孔深度,打孔动作可靠,位置准确,精度高,孔直径和深度尺寸稳定。
5、本发明的磨削机构采用进给电机驱动,丝杠螺母及直线导轨传动,成型磨头自动磨削方式,并配以直线位移传感器,控制磨削尺寸,磨削精度高,一致性好,磨头上方设有带有抽风功能的防护罩,吸走磨削产生的木屑,保护作业员,环保健康。
6、本发明的切断机构采用进给电机驱动,丝杠螺母及直线导轨传动,锯片刀自动切断的方式,气爪自动抓取弦轴,无需操作员动作,劳动强度低。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明二胡弦轴自动加工机的立体图;
图2为本发明二胡弦轴自动加工机的上部结构示意图;
图3为本发明二胡弦轴自动加工机的下部结构示意图;
图4为本发明夹紧分度机构的结构示意图;
图5为本发明夹紧分度机构中夹紧装置和转盘装置的放大图;
图6为本发明钻孔机构的结构示意图;
图7为本发明钻孔机构的侧视图;
图8为本发明钻孔机构的摩擦轮设备的放大图;
图9为本发明磨削机构的结构示意图;
图10为本发明磨削机构中连轴装置的放大图;
图11为本发明切断机构的结构示意图;
图12为本发明切断机构中锯断装置的放大图;
图13为本发明切断机构中夹持装置的放大图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例,来详细说明本发明。
参照图1-3所示,一种二胡弦轴自动加工机,包括一个工作台5,所述工作台5的加工台面6上设置有夹紧分度机构1、钻孔机构2、磨削机构3和切断机构4,所述夹紧分度机构1位于所述加工台面6的中央,所述钻孔机构2位于所述夹紧分度机构1的左侧,所述磨削机构3位于所述夹紧分度机构1的后侧,所述切断机构4位于所述夹紧分度机构1的右侧;
参见图4-5所示,所述夹紧分度机构1包括一个分度盘,所述分度盘由上盘101、下盘102、分度盘旋转轴103和分度盘连杆104组成;所述分度盘旋转轴103垂直地设置在所述加工台面6上,所述分度盘旋转轴103的下端与位于所述加工台面6下方的分度盘步进电机110连接;所述上盘101和所述下盘102均套设在所述分度盘旋转轴103上,所述上盘101与所述下盘102通过四根所述分度盘连杆104连接在一起;所述上盘101的边缘设置有四个用于夹紧弦轴毛坯7顶部的夹紧装置,所述下盘102的边缘设置有四个用于安放所述弦轴毛坯7的转盘装置,四个所述夹紧装置与四个所述转盘装置分别上下一一对应,构成四个可以轮转的工位;每个所述转盘装置的后侧均设置有一个用于监测所述弦轴毛坯7是否安装到位的第一光电反射传感器105;所述转盘装置的底端依次设置有一个摩擦从动轮106和一个带有齿形端面的连轴装置从动轮107;所述分度盘的前方设置有一定位杆支架108,所述定位杆支架108上横向设置有一根用于实现所述弦轴毛坯7圆周方向定位的定位杆109;
参见图6-8所示,所述钻孔机构2由摩擦轮设备、打孔设备和探测设备组成;所述摩擦轮设备包括竖直设置在所述加工台面6上的摩擦轮驱动电机201,所述摩擦轮驱动电机201的转轴上设置有摩擦主动轮202,所述摩擦主动轮202与所述分度盘上的所述摩擦从动轮106接触;所述打孔设备位于所述摩擦轮设备的后方,所述打孔设备包括固定在所述加工台面6上的打孔设备安装板203,所述打孔设备安装板203上设置有两条第一直线导轨204、第一丝杠螺母205和打孔设备进给电机206,两条所述第一直线导轨204分别设置在所述打孔设备安装板203上端面的左右两侧,所述第一丝杠螺母205平行地设置在两条所述第一直线导轨204之间,所述打孔设备进给电机206设置在所述第一丝杠螺母205的后方,所述打孔设备进给电机206的转轴与所述第一丝杠螺母205的一端连接;两条所述第一直线导轨204上设置有一个支架安装座207,所述支架安装座207的下端面通过连接块与所述第一丝杠螺母205连接,所述支架安装座207的上端面设置有一个钻头驱动电机支架208,所述钻头驱动电机支架208上设置有钻头驱动电机209,所述钻头驱动电机209的转轴上设置有钻头210,所述钻头210的头部对准所述分度盘上的弦轴毛坯7的上部;所述探测设备位于所述摩擦轮设备的一侧,所述探测设备包括一个竖直设置在所述加工台面6的传感器支架211,所述传感器支架211上设置有一个用于探测弦轴毛坯7角度的第二光电反射传感器212,所述第二光电反射传感器212位于所述钻头210的下方,所述第二光电反射传感器212的探头对准所述分度盘上的弦轴毛坯7的下部;所述支架安装座207的一个侧面上设置有一个第一行程开关挡铁213,任意一个所述第一直线导轨204的外侧面上设置有两个前后排列的第一行程开关214;所述第一行程开关挡铁213与两个所述第一行程开关214位于所述打孔设备的同一侧;
参见图3、9-10所示,所述磨削机构3由磨削装置和连轴装置组成;所述连轴装置包括一根竖直设置在所述加工台面6上的连接杆301,所述连接杆301的上部位于所述加工台面6的上方,所述连接杆301的下部位于所述加工台面6的下方;所述连接杆301的底端连接有一个用于带动所述连接杆301旋转的弦轴毛坯旋转驱动电机302,所述连接杆301的下部连接有一个用于控制所述连接杆301上下伸缩的连轴装置驱动气缸303,所述连接杆301的顶端设置有一个带有齿形端面的连轴装置主动轮304,所述连轴装置主动轮304可通过所述连接杆301的伸缩与分度盘上的所述连轴装置从动轮107实现啮合或分离;所述磨削装置位于所述连轴装置的后方,所述磨削装置包括一块磨削装置滑板305,所述磨削装置滑板305通过两条第二直线导轨306安装在所述加工台面6的上表面;所述磨削装置滑板305的下表面上设置有磨头电机支架307和从动皮带轮308,所述磨头电机支架307上设置有磨头驱动电机309,所述磨头驱动电机309的转轴上设置有主动皮带轮310,所述主动皮带轮310与所述从动皮带轮308之间通过皮带连接,所述从动皮带轮308的转轴向上穿过所述磨削装置滑板305后与一成型磨头311连接,所述成型磨头311对准所述分度盘上的弦轴毛坯7;所述加工台面6的下表面通过支架设置有一根第二丝杠螺母312,所述第二丝杠螺母312与所述加工台面6上表面的两条所述第二直线导轨306平行,所述第二丝杠螺母312的一端设置有磨头进给电机313,所述第二丝杠螺母312通过一连接块314与所述磨削装置滑板305的下表面连接;所述磨削装置滑板305的上表面上设置有一个前后开口的保护罩315,所述保护罩315的前部开口由上而下罩住整个所述成型磨头311,所述保护罩315的后部开口与一抽风装置连接;所述磨削装置滑板305的下表面上还设置有一个用于探测磨削距离的直线位移传感器316,所述直线位移传感器316的探头与所述第二丝杠螺母312平行,并对准所述磨头电机支架307;
参见图11-13所示,所述切断机构4由夹持装置和锯断装置组成;所述锯断装置包括一块设置在所述加工台面6上的锯断装置安装板401,所述锯断装置安装板401上设置有两条第三直线导轨402,两条所述第三直线导轨402之间平行设置有一根第三丝杠螺母403,两条所述第三直线导轨402的前端设置有一块挡板404,两条所述第三直线导轨402的后端设置有一个锯断装置进给电机405,所述锯断装置进给电机405的转轴与所述第三丝杠螺母403的一端连接,两条所述第三直线导轨402上设置有一个锯片刀支架406,所述锯片刀支架406的底部通过一个连接块与所述第三丝杠螺母403连接;所述锯片刀支架406的后部设置有一个锯片刀驱动电机407,所述锯片刀支架406的前部横向设置有一个锯片刀408;所述锯片刀驱动电机407的转轴上设置有一个主动带轮409,所述锯片刀408通过联接轴连接有一个从动带轮410,所述主动带轮409和所述从动带轮410之间通过皮带411连接;所述夹持装置位于所述锯断装置的前方,所述夹持装置包括两个设置在所述加工台面6上的导轨支架412,每个导轨支架412上分别设置有一条第四直线导轨413,两条所述第四直线导轨413上设置有一个气爪支架414,所述气爪支架414上设置有一个气爪松紧气缸415,所述气爪松紧气缸415的摆杆上设置有一个气爪416,所述气爪416位于所述锯片刀408的正下方,且所述气爪416对准所述分度盘上的弦轴毛坯7;两条所述第四直线导轨413之间设置有一个气爪伸缩气缸417,所述气爪伸缩气缸417固定在所述气爪支架414的底部,所述气爪伸缩气缸417活塞杆的运动方向与两条所述第四直线导轨413平行,所述气爪伸缩气缸417的活塞杆与所述挡板404连接;所述锯片刀支架406的一个侧面上设置有第二行程开关挡铁418,任意一个所述第三直线导轨402的外侧面上设置有两个前后排列的第二行程开关419;所述第二行程开关挡铁418与两个所述第二行程开关419位于所述锯断装置的同一侧。
进一步的,参见图4、5所示,每个所述夹紧装置均包括有一个快速夹头111,所述快速夹头111通过快速夹头支架112设置在所述上盘101的上表面;所述快速夹头111的底部连接有一根快速夹头压杆113,所述快速夹头压杆113的底部通过一对端面轴承114与一根连接螺杆115连接;所述连接螺杆115的上部套设有第一弹簧116,所述第一弹簧116的顶端与所述端面轴承114的下端接触,所述第一弹簧的底端与所述上盘101的上表面接触;所述连接螺杆115的底部通过内螺纹设置有一压头117,所述连接螺杆115的下部设置有一用于锁紧所述压头117的螺母118。
进一步的,参见图4所示,所述第一弹簧116的外部套设有一个导向套119,所述导向套119的底部安装在所述上盘101的上表面上;所述导向套119的内孔尺寸与所述连接螺杆115外圆尺寸相配合。
进一步的,参见图4所示,所述连接螺杆115的下部套设有保护套120,所述保护套120的顶部固定在所述上盘101的下表面上,所述压头117露出于所述保护套120的底部。
进一步的,参见图5所示,每个所述转盘装置均包括一个设置在所述下盘102上表面的弦轴转盘121,所述弦轴转盘121上端面的中央设置有一个用于对所述准弦轴毛坯7底部定位孔的定位销钉122;所述弦轴转盘121的下部穿过所述下盘102后通过锁紧螺母123与所述连轴装置从动轮107连接,所述摩擦从动轮106套设在所述锁紧螺母123的外表面上。
进一步的,参见图8所示,所述摩擦轮驱动电机201通过一个摩擦轮驱动电机固定装置安装在所述加工台面6上,所述摩擦轮驱动电机固定装置包括一个中部开孔的导杆支架定位板215,所述导杆支架定位板215上端面的左右侧分别设置有一对导杆支架216,每对所述导杆支架216上均设置有一根导杆217,所述导杆217的前部套设有第二弹簧218,所述第二弹簧218位于所述导杆217前端与前部的所述导杆支架216之间;两根所述导杆217上设置有一块摩擦轮驱动电机安装板219,所述摩擦轮驱动电机安装板219的中央开设有转轴孔,所述摩擦轮驱动电机201安装在所述摩擦轮驱动电机安装板219的下端面,所述摩擦轮驱动电机201的转轴向上从所述摩擦轮驱动电机安装板219的转轴孔中钻出,所述摩擦轮驱动电机201的下部穿过所述导杆支架定位板215的中部开孔,位于所述加工台面6的下方。
进一步的,参见图10所示,所述连轴装置包括有一个用于安装所述弦轴毛坯旋转驱动电机302和所述连轴装置驱动气缸303的三层固定架317,所述三层固定架317的顶层固定在所述加工台面6的下表面,所述连轴装置驱动气缸303安装在所述三层固定架317的中层,所述三层固定架317中层和所述三层固定架317底层之间的连杆上通过导套318设置有一块安装板319,所述弦轴毛坯旋转驱动电机302安装在所述安装板319上,所述连轴装置驱动气缸303的活塞杆向下与所述安装板319连接,所述安装板319可在所述连轴装置驱动气缸303的带动下沿所述连杆上下运动。
进一步的,参见图12所示,所述主动带轮409和所述从动带轮410之间设置有一个张紧带轮420,所述张紧带轮420通过一个张紧带轮支架421安装在所述锯片刀支架406上。
进一步的,参见图13所示,所述气爪支架414为一个三层支架,所述三层支架的底层与两条所述第三直线导轨402连接,所述气爪松紧气缸415安装在所述三层支架的中层,所述气爪伸缩气缸417的活塞杆通过一个连接件422与所述三层支架的中层连接。
进一步的,所述工作台5的尺寸为1200mm*1200mm*700mm,符合人机工程,所述工作台5的框架采用60mm*60mm的方管钢材组装而成;所述加工台面6离地距离为700mm,所述加工台面6采用15mm钢板,整体强度高。
本发明的工作原理如下:
本发明的夹紧分度机构处于加工台面的中心位置,在夹紧分度机构的前方则为弦轴毛坯的上料区域,在夹紧分度机构的左侧则为用于对弦轴毛坯进行打孔的钻孔机构,在夹紧分度机构的后侧则为用于对弦轴毛坯进行磨削加工的磨削机构,在夹紧分度机构的右侧则为对弦轴毛坯进行锯断的切断机构。
夹紧分度机构的分度盘上的四组夹紧装置与四组转盘装置分别一一对应,构成了四个工位。夹紧分度机构的分度盘旋转轴下方连接有驱动电机,通过驱动电机带动分度盘旋转轴和分度盘旋转,使得上述的四个工位能够在上料区域、钻孔机构、磨削机构和切断机构之间的进行轮转,从而实现分度,四个工位可连接加工。因此,根据每个工位当时所处位置的不同,可以分别称之为上料工位、钻孔工位、磨削工位以及切断工位。
首先,操作员将底部带有定位孔的弦轴毛坯对准定位销钉,放置在弦轴转盘上,转动弦轴毛坯,直至碰到安装在支架上的定位杆,实现圆周方向定位。然后向下扳转快速夹头,带动快速夹头压杆和端面轴承向下运动,进而带动连接螺杆及其底部的压头一同向下运动,压紧弦轴毛坯,在光电传感器检测弦轴毛坯是否安装到位后,实现夹紧。
当操作员将弦轴毛坯装夹到分度盘上后,按启动按钮,分度盘步进电机工作,带动分度盘转过90°,将弦轴毛坯从上料工位旋转至钻孔工位,摩擦从动轮和摩擦主动轮接触,同时弹簧提供压紧力,随后摩擦轮驱动电机工作,驱动摩擦主动轮旋转,摩擦主动轮通过摩擦力带动摩擦从动轮旋转,进而带动弦轴毛坯旋转。安装在传感器支架上的光电反射传感器探测弦轴毛坯的角度,当弦轴毛坯旋转至垂直于钻头时,摩擦轮驱动电机停止旋转并自锁,从而固定弦轴毛坯的角度。钻头驱动电机旋转,带动钻头旋转,同时打孔设备进给电机正转,通过丝杠螺母和直线导轨带动钻头驱动电机支架向前运动,进而带动钻头驱动电机和钻头向前运动,对弦轴毛坯进行钻孔动作。当安装在支架安装座上的行程开关挡铁碰到前段的行程开关时,钻孔动作完成,打孔设备进给电机反转,通过丝杠螺母和直线导轨带动钻头驱动电机支架向后运动,进而带动钻头驱动电机和钻头向后运动,进行钻孔退出动作。当安装在支架安装座上的行程开关挡铁碰到后段的行程开关时,退出完成,打孔设备进给电机停止工作,钻头驱动电机停止工作,钻头停止旋转,至此完成一个钻孔工序。
当弦轴毛坯在二胡弦轴自动加工机的钻空工位完成钻孔后,操作人员按启动按钮,分度盘步进电机工作,带动分度转盘再次转过90°,将弦轴毛坯旋转至本发明所在的磨削工位。随即连轴装置驱动气缸工作,活塞杆缩回,进而通过连接杆带动连轴装置主动轮向上运动,使得连轴装置主动轮上面的端面齿与连轴装置从动轮啮合;然后毛坯旋转驱动电机工作,带动连接杆旋转,进而通过啮合的连轴装置主动轮和连轴装置从动轮带动弦轴毛坯旋转;同时,磨头驱动电机工作,通过皮带传动带动成型磨头旋转;然后磨头进给电机正转,通过丝杠螺母、连接块,带动磨削装置滑板沿直线导轨向前运动,使成型磨头对弦轴毛坯进行磨削,同时连接在保护罩后端的抽风装置工作,吸走磨削产生的木屑。直线位移传感器用于检测磨削距离,当探测到磨削距离到达后,磨头进给电机反转,通过丝杠螺母和连接块,带动磨削装置滑板沿直线导轨向后运动,退出磨削工作,连接在保护罩后端的抽风装置停止工作,磨头驱动电机停止工作,成型磨头停止旋转,毛坯旋转驱动电机也停止工作,弦轴毛坯停止旋转。连轴装置驱动气缸再次工作,活塞杆伸出,通过连接杆带动连轴装置主动轮向下运动,脱开与连轴装置从动轮的啮合,至此完成一个磨削成型工序。
当弦轴毛坯在二胡弦轴自动加工机的磨削工位完成磨削后,操作人员按启动按钮,分度盘步进电机工作,带动分度盘再次转过90°,将弦轴毛坯旋转至本发明所在的切断工位。随即本发明的气爪松紧气缸工作,驱动气爪张开,气爪伸缩气缸也工作,通过小直线导轨带动气爪向前运动,气爪松紧气缸再次工作,驱动气爪抓紧,夹住安装在分度盘上的已经加工完成的弦轴。随后锯片刀驱动电机工作,通过皮带传动带动锯片刀旋转,然后锯断装置进给电机正转,通过丝杠螺母和大直线导轨带动锯片刀支架向前运动,对加工完成的弦轴的顶部进行锯断动作。安装在锯片刀支架上的行程开关挡铁碰到前段的行程开关时,锯断动作完成,锯断装置进给电机随即反转,通过丝杠螺母和大直线导轨带动锯片刀支架向后运动,退出锯断动作,当安装在锯片刀支架上的行程开关挡铁碰到后段的行程开关时,退出完成;接着锯断装置进给电机停止工作,锯片刀驱动电机也停止工作,锯片刀停转;然后气爪伸缩气缸工作,通过小直线导轨带动夹着弦轴的气爪向后运动,将切断后的弦轴从切断工位中移出,气爪松紧气缸再次工作,驱动气爪松开,弦轴掉落,至此完成个弦轴切断工序,也完成了一个从弦轴毛坯到弦轴成品的全部加工过程。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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。