CN107020419B - 自动去毛刺机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动去毛刺机系统。自动去毛刺机包括底座、前后推进组件、左右步进组件和旋转传动组件，旋转传动组件固定在底座一侧顶面，旋转传动组件上安装工件，底座另一侧顶面上设有导轨，前后推进组件置于底座的导轨上，前后推进组件上安装左右步进组件，左右步进组件上安装刀头；通过旋转传动组件带动工件绕自身旋转，通过前后推进组件、左右步进组件带动刀头水平移动到工件处进行去毛刺。本发明以伺服电机控制为核心实现自动精准去除毛刺的过程，适用于各类小型零件，克服了现有手动去毛刺的准确度度低、效率低等问题，具有操作简便、准确度高、速度快捷等优点。

Description

自动去毛刺机系统
技术领域
本发明涉及机械去毛刺领域，尤其是涉及较为先进的自动去毛刺机装置。
背景技术
目前对于各类中小型零件去毛刺一般采用手工刷的模式，操作工人占了企业员工总数很大比例，而且操作风险较高，精度低，人工成本维护成本相对较高。随着机械工业逐渐向自动化发展，因此，目前需要更为自动化的去毛刺机，自动去毛刺机可以减少生产成本，提高去毛刺精度，节省了人力资源。
发明内容
为了提高去毛刺效率及精度，本发明的目的在于提供一种自动去毛刺机系统，本系统具有结构简单、定位准确、速度快捷、操作简单等特点，可满足生产企业的更高需求，是提高去毛刺效率及精度的有效途径。
本发明采用的技术方案是：
本发明的自动去毛刺机包括底座、前后推进组件、左右步进组件和旋转传动组件，旋转传动组件固定在底座一侧顶面，旋转传动组件上安装工件，底座另一侧顶面上设有导轨，前后推进组件置于底座的导轨上，前后推进组件上安装左右步进组件，左右步进组件上安装刀头；通过旋转传动组件带动工件绕自身旋转，通过前后推进组件、左右步进组件带动刀头水平移动到工件处进行去毛刺。
所述的旋转传动组件包括工件伺服电机、挡板、齿轮箱、固件头和连接器，工件伺服电机通过四个螺孔固定连接到挡板的一端，挡板另一端焊接在齿轮箱上，齿轮箱底部通过三个连接柱固定安装到底座上，工件伺服电机主轴穿过挡板并通过连接器与齿轮箱的输入端连接，齿轮箱的输出端与固件头同轴连接，固件头上安装工件。
所述的前后推进组件包括滑台、连接杆和转盘，滑台嵌装在底座的导轨上并沿导轨移动，左右步进组件水平安装在滑台上，连接杆两端分别铰接到滑台与转盘，转盘安装在导轨侧方的底座上，转盘侧壁固定连接有手柄杆；转动手柄杆带动转盘转动，进而通过连接杆带动滑台沿导轨在工件前方实现前后移动。
所述的左右步进组件包括刀头伺服电机、主轴连接器、左右步进装置主架、主轴、移动凸台和刀头固定装置，左右步进装置主架固定安装在所述前后推进组件的滑台上，刀头伺服电机固定在左右步进装置主架一端，刀头伺服电机的输出轴经主轴连接器与主轴一端同轴连接，主轴另一端通过转动轴承套装在左右步进装置主架另一端的安装孔中，主轴设有外螺纹，移动凸台下部通过螺纹套装在主轴上形成丝杠螺母副，移动凸台上部安装有刀头固定装置，刀头固定装置上固定有刀头；刀头伺服电机运行带动主轴旋转，通过丝杠螺母副带动移动凸台及其上的刀头沿主轴在工件前方实现左右移动。
还包括计算机和PLC，前后推进组件、左右步进组件、旋转传动组件均经过PLC与计算机连接。
所述左右步进组件的刀头伺服电机和所述旋转传动组件的工件伺服电机经过PLC与计算机连接。
向所述计算机输入工件外形尺寸CAD图纸，计算机将工件外形尺寸CAD图纸进行线性化处理成脉冲个数控制信号，并发送到PLC，PLC接收脉冲个数控制信号控制工件伺服电机与刀头伺服电机控制其转动圈数，并同时手工移动转盘的手柄使得刀头移动到工件表面的待去毛刺位置，实现工件的去毛刺。
所述计算机将工件外形尺寸CAD图纸进行线性化处理成脉冲个数控制信号具体是：CAD图纸中包含根据实际尺寸在直角坐标系上绘制的工件外形轮廓，以工件外形的旋转中心作为圆心，从圆心开始均匀引出多条射线，相邻射线间的夹角相同，记录每条射线与直角坐标系的水平轴之间的夹角以及每条射线与工件外形轮廓交点的横坐标值；在每条射线与工件外形轮廓的交点处，采用以下方式控制工件伺服电机和刀头伺服电机，将射线与水平轴间的夹角除以工件伺服电机的步距角计算得到工件伺服电机的脉冲个数，将交点的横坐标值除以刀头伺服电机转动角度和主轴移动距离之间的转换比例计算得到刀头伺服电机的脉冲个数，进而通过两个步进电机协同工作完成自动去毛刺机的刀头定位，继而完成去毛刺工作。
本发明与背景技术相比具有的有益效果：
1、本发明结构简单，操作、维护容易，成本低，性价比很高。
2、本发明装置定位准确、速度快捷、性能稳定。
本发明以伺服电机控制为核心实现自动精准去除毛刺的过程，适用于各类小型零件，克服了现有手动去毛刺的准确度度低、效率低等问题，具有操作简便、准确度高、速度快捷等优点。
附图说明
图1是本发明的整体原理示意图。
图2是本发明的主视示意图。
图3是本发明的主视示意图。
图4是本发明的俯视示意图。
图5是本发明的侧视示意图。
图6是本发明旋转传动组件的俯视示意图。
图7是本发明旋转传动组件的侧视示意图。
图8是本发明前后推进组件的俯视示意图。
图9是本发明左右步进组件的主视示意图。
图10是本发明左右步进组件的侧视示意图。
图11是经线性化处理后效果图。
图中：1.工件伺服电机，2.套管，3.连接器，4.齿轮箱，5.固件头，6.刀头固定装置，7.移动凸台，8.左右步进装置主架，9.滑台，10.连接杆，11.转盘，12.底座，13.连接柱，14.挡板，15.主轴连接器，16.刀头伺服电机，17.套管，18.固件紧固螺丝，19.主轴，20.转动轴承。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图2～5所示，本发明的自动去毛刺机包括底座12、前后推进组件、左右步进组件和旋转传动组件，旋转传动组件通过三个套筒及螺丝固定在底座12一侧顶面，旋转传动组件上安装工件，底座12另一侧顶面上设有导轨，前后推进组件置于底座12的导轨上，前后推进组件上安装左右步进组件，左右步进组件上安装刀头；通过旋转传动组件带动工件绕自身旋转，通过前后推进组件、左右步进组件带动刀头水平移动到工件处进行去毛刺。
如图6～7所示，旋转传动组件包括工件伺服电机1、挡板14、齿轮箱4、固件头5和连接器3，工件伺服电机1通过四个螺孔固定连接到挡板14的一端，挡板14另一端通过套管2和套管17焊接在齿轮箱4上，齿轮箱4底部通过三个连接柱13固定安装到底座12上，工件伺服电机1主轴穿过挡板14并通过连接器3与齿轮箱4的输入端连接，齿轮箱4的输出端与固件头5通过布置在端面圆周外缘的三个螺孔和固件紧固螺丝18同轴连接，固件头5上安装工件。
如图8所示，前后推进组件包括滑台9、连接杆10和转盘11，滑台9嵌装在底座12的导轨上并沿导轨移动，导轨平行于固件头5、工件伺服电机1输出轴的轴向，左右步进组件水平安装在滑台9上，连接杆10两端分别铰接到滑台9与转盘11，转盘11通过中心轴及轴承安装在导轨侧方的底座12上，转盘11侧壁固定连接有手柄杆；转动手柄杆带动转盘11转动，进而通过连接杆10带动滑台9沿导轨在工件前方实现前后移动。
如图9～10所示，左右步进组件包括刀头伺服电机16、主轴连接器15、左右步进装置主架8、主轴19、移动凸台7和刀头固定装置6，左右步进装置主架8固定安装在所述前后推进组件的滑台9上，刀头伺服电机16通过四个螺孔固定在左右步进装置主架8一端，刀头伺服电机16的输出轴经主轴连接器15与主轴19一端同轴连接，主轴19另一端通过转动轴承20套装在左右步进装置主架8另一端的安装孔中，使得主轴19水平支撑安装在左右步进装置主架8内；主轴19设有外螺纹，移动凸台7下部通过螺纹套装在主轴19上形成丝杠螺母副，移动凸台7上部安装有刀头固定装置6，刀头固定装置6上固定有刀头；刀头伺服电机16运行带动主轴19旋转，通过丝杠螺母副带动移动凸台7及其上的刀头沿主轴19在工件前方实现左右移动。
如图1所示，本发明还包括计算机和PLC，前后推进组件、左右步进组件、旋转传动组件均经过PLC与计算机连接，具体是左右步进组件的刀头伺服电机16和旋转传动组件的工件伺服电机1经过PLC与计算机连接。
具体实施中，向计算机输入工件外形尺寸CAD图纸，计算机将工件外形尺寸CAD图纸进行线性化处理成脉冲个数控制信号发送到PLC：
如图11所示，CAD图纸中包含根据实际尺寸在直角坐标系上绘制的工件外形轮廓，以工件外形的旋转中心作为圆心，从圆心开始均匀引出多条射线，相邻射线间的夹角相同，记录每条射线与直角坐标系的水平轴之间的夹角以及每条射线与工件外形轮廓交点的横坐标值；
每条射线与工件外形轮廓的交点代表了工件和刀头之间的去毛刺位置，在刀头移动到每条射线与工件外形轮廓的交点处，采用以下方式控制工件伺服电机1和刀头伺服电机16，将射线与水平轴间的夹角除以工件伺服电机1的步距角计算得到工件伺服电机1的脉冲个数，将交点的横坐标值除以刀头伺服电机16转动角度和主轴19移动距离之间的转换比例计算得到刀头伺服电机16的脉冲个数。
PLC接收脉冲个数控制信号控制工件伺服电机1与刀头伺服电机16控制其转动圈数，并同时手工移动转盘11的手柄使得刀头移动到工件表面的待去毛刺位置，实现工件的去毛刺。
本发明的具体实施工作过程如下：
如图2～5所示，底座12固定不动，可固定在工作台面上，伺服电机1旋转通过连接器3将动力传入齿轮箱4输入端，固件头5连接齿轮箱4输出端，待加工工件通过固件紧固螺丝18固定在固件头5上，固件头5旋转带动待加工工件旋转。
刀头固定在刀头固定装置6上，刀头伺服电机16旋转带动主轴19旋转，通过移动凸台7与主轴19齿和完成左右移动，进而带动刀头左右移动。
转盘11旋转，通过连接杆10连接滑台9，带动滑台9前后移动，左右步进装置固定在滑台9上，进而可以对刀头进行前后左右四个方向移动，刀头与旋转的工件接触完成去毛刺工作。
由此，本发明实现了对工件的去毛刺工作，适用于各类中小型零件，代替传统的人工去毛刺操作模式。
总结来说，本发明克服了现有手工去毛刺所遇到的效率低下、人员疲劳、精度低出错等问题，为了实现对中小型工件的快速准确去毛刺，以控制伺服电机为核心实现对整个去毛刺过程的准确控制，具有自动灵活、定位准确、速度快捷、效率高、成本低廉特等技术效果。

Claims (1)

1.一种自动去毛刺机系统，其特征在于：自动去毛刺机包括底座(12)、前后推进组件、左右步进组件和旋转传动组件，旋转传动组件固定在底座(12)一侧顶面，旋转传动组件上安装工件，底座(12)另一侧顶面上设有导轨，前后推进组件置于底座(12)的导轨上，前后推进组件上安装左右步进组件，左右步进组件上安装刀头；通过旋转传动组件带动工件绕自身旋转，通过前后推进组件、左右步进组件带动刀头水平移动到工件处进行去毛刺；
所述的旋转传动组件包括工件伺服电机(1)、挡板(14)、齿轮箱(4)、固件头(5)和连接器(3)，工件伺服电机(1)通过四个螺孔固定连接到挡板(14)的一端，挡板(14)另一端焊接在齿轮箱(4)上，齿轮箱(4)底部通过三个连接柱(13)固定安装到底座(12)上，工件伺服电机(1)主轴穿过挡板(14)并通过连接器(3)与齿轮箱(4)的输入端连接，齿轮箱(4)的输出端与固件头(5)同轴连接，固件头(5)上安装工件；
所述的前后推进组件包括滑台(9)、连接杆(10)和转盘(11)，滑台(9)嵌装在底座(12)的导轨上并沿导轨移动，左右步进组件水平安装在滑台(9)上，连接杆(10)两端分别铰接到滑台(9)与转盘(11)，转盘(11)安装在导轨侧方的底座(12)上，转盘(11)侧壁固定连接有手柄杆；转动手柄杆带动转盘(11)转动，进而通过连接杆(10)带动滑台(9)沿导轨在工件前方实现前后移动；
所述的左右步进组件包括刀头伺服电机(16)、主轴连接器(15)、左右步进装置主架(8)、主轴(19)、移动凸台(7)和刀头固定装置(6)，左右步进装置主架(8)固定安装在所述前后推进组件的滑台(9)上，刀头伺服电机(16)固定在左右步进装置主架(8)一端，刀头伺服电机(16)的输出轴经主轴连接器(15)与主轴(19)一端同轴连接，主轴(19)另一端通过转动轴承(20)套装在左右步进装置主架(8)另一端的安装孔中，主轴(19)设有外螺纹，移动凸台(7)下部通过螺纹套装在主轴(19)上形成丝杠螺母副，移动凸台(7)上部安装有刀头固定装置(6)，刀头固定装置(6)上固定有刀头；刀头伺服电机(16)运行带动主轴(19)旋转，通过丝杠螺母副带动移动凸台(7)及其上的刀头沿主轴(19)在工件前方实现左右移动；
还包括计算机和PLC，前后推进组件、左右步进组件、旋转传动组件均经过PLC与计算机连接；
所述左右步进组件的刀头伺服电机(16)和所述旋转传动组件的工件伺服电机(1)经过PLC与计算机连接；
向计算机输入工件外形尺寸CAD图纸，计算机将工件外形尺寸CAD图纸进行线性化处理成脉冲个数控制信号，并发送到PLC，PLC接收脉冲个数控制信号控制工件伺服电机(1)与刀头伺服电机(16)各自的转动圈数，并同时手工移动转盘(11)的手柄使得刀头移动到工件表面的待去毛刺位置，实现工件的去毛刺；
所述计算机将工件外形尺寸CAD图纸进行线性化处理成脉冲个数控制信号具体是：CAD图纸中包含根据实际尺寸在直角坐标系上绘制的工件外形轮廓，以工件外形的旋转中心作为圆心，从圆心开始均匀引出多条射线，相邻射线间的夹角相同，记录每条射线与直角坐标系的水平轴之间的夹角以及每条射线与工件外形轮廓交点的横坐标值；在每条射线与工件外形轮廓的交点处，采用以下方式控制工件伺服电机(1)和刀头伺服电机(16)，将射线与水平轴间的夹角除以工件伺服电机(1)的步距角计算得到工件伺服电机(1)的脉冲个数，将交点的横坐标值除以刀头伺服电机(16)转动角度和主轴(19)移动距离之间的转换比例计算得到刀头伺服电机(16)的脉冲个数，进而通过两个步进电机协同工作完成自动去毛刺机的刀头定位，继而完成去毛刺工作。
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