CN108145005B - 采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置及跟踪方法，包括圆柱形的芯模、套接在芯模上的工件，所述芯模包括前端和后端，且芯模旋转时，工件塑性变形并产生轴向流动的一端为后端，芯模后端设有激光器，所述激光器安装在激光器底座上，芯模靠近后端处同轴套接有反光镜安装架，所述反光镜安装架为圆环形，反光镜安装架朝向后端的一面设有环形凹槽，且凹槽内均匀设置有数个反光镜，且其中一个反光镜中心正对激光器的发射端。本发明能自动实时检测实际旋压长度的装置，解决强力旋压中反旋时多台阶筒形件和任意母线零件长度不宜控制且精度较低的问题，具有精度高、自动化控制、应用前景好的优点。
Description
本发明为申请日是2016-11-30，申请号是：201611081986.5，专利名称为“采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置及跟踪方法”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种自动跟踪装置及跟踪方法，尤其涉及一种采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置及跟踪方法。
背景技术
在旋压加工中，有大量不带底多台阶的薄壁筒形件或任意曲母线零件均适于用反旋加工，因其不但可以获得较高的径向尺寸精度，而且定位夹紧方便，有利于大批量自动化生产。但是，反旋时旋轮(或刀具)在轴向移动的距离为毛坯全长，随着金属的轴向流动伸长，旋轮靠模轨迹与工件外形不成1：1的几何关系。所以按等体积原理设计靠模对于直母线的零件是可行的，但不适应用于多台阶筒形件和任意曲母线零件。
通过安装采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置进行跟踪反馈以达到精确控制反旋加工时零件的轴向尺寸精度。并且在机械加工行业中，反旋跟踪装置对所有需要作运动补偿的装备都适用。应用该装置，技术经济效果也十分显著，既能检测精度和效率、减少设备投资和缩短生产周期，又能节约原材料、降低生产成本。特别适用于大批量、自动化生产。因此，此装置具有广阔的应用前景。
目前，国内对于反旋跟踪装置尚未有成熟的技术或应用，已知的有：
1、接触式横梁顶杆方式：
主要通过在横梁上安装顶杆，顶杆与工件末端接触，当工件受挤压伸长时，推动顶杆移动来测量轴向长度。该方式由于工件旋转、振动等，会造成测量误差，且不易实现自动化。
2、接触式滑架伺服驱动方式：
主要通过在滑架上安装伺服驱动模块，并安装测量头，预先将测量头移动一定位置，当工件受挤压伸长时接触到测量头来控制工件长度。此方式测量头容易受工况影响，且检测精度也普遍不高。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，自动实时检测实际旋压长度的装置，解决强力旋压中反旋时多台阶筒形件和任意母线零件长度不宜控制且精度较低的问题的采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置及跟踪方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置，包括圆柱形的芯模、套接在芯模上的工件，所述芯模包括前端和后端，且芯模旋转时，工件塑性变形并产生轴向流动的一端为后端，芯模后端设有激光器，所述激光器安装在激光器底座上，芯模靠近后端处同轴套接有反光镜安装架，所述反光镜安装架为圆环形，反光镜安装架朝向后端的一面设有环形凹槽，且凹槽内均匀设置有数个反光镜，且其中一个反光镜中心正对激光器的发射接收端，接收激光器发射的激光并反射回激光器中，所述激光器连接控制器，将反射回的激光数据发送给控制器，所述控制器根据激光数据计算其中一反光镜正对激光器的直线距离。
作为优选：所述反光镜为8个，其中一个反光镜位于圆环的最上方，且激光器的发射端正对该反光镜中心。
作为优选：所述控制器为NC数控单元。
一种采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置的跟踪方法，包括以下步骤：
(1)将多台阶的金属工件按台阶分为多个轴段，并根据工件尺寸预设各轴段延展量；安装工件，对应第一次需加工的轴段形状调整旋压机床；
(2)旋压前，由激光器读取工件末端的初始位置，工件延展量为零，发送数据给控制器；
(3)机床反向旋压加工，通过旋轮挤压使金属工件塑性变形并产生轴向流动，同时轴向推动反光镜安装架向芯模后端移动，此时，激光器实时测量读取工件的延展量，并将数据传输给控制器；
(4)控制器根据反馈的数据进行分析处理，若工件延展量未达到预设轴段要求，则继续进行本轴段加工；若工件延展量达到预设轴段要求，则结束本轴段加工；
(5)根据第二次需加工的轴段形状调整旋压机床，重复步骤(3)(4)，直至加工完最后一个轴段。
作为优选：所述步骤(4)中，设R1为初始位置，R2为实时位置，R3为设计长度，若预设轴段要求满足|[(R2-R1)-R3]|<0.5mm时，执行下一轴段加工程序，工件延展量达到预设轴段要求。
与现有技术相比，本发明的优点在于：产品的轴段长度及总长由激光器和反光镜实时检测，旋压时将检测到的产品轴向伸长位移值反馈到控制器进行分析处理，并根据数据处理结果分段控制旋轮轴向进给程序段以达到控制产品轴段及总长的目标。具有：
1)精度高
由于采用非接触式激光器可根据零件需求实时检测实际旋压长度，测量精度可达0.5mm，最终达到对轴段长度的精确控制。
2)自动化控制
本发明将激光器检测的产品轴向伸长长度值反馈到控制器进行分析处理，分段控制旋轮轴向进给程序段以达到控制产品轴段及总长的目的。
3)应用前景好
本发明对提高旋压技术加工质量和精度，提升我国装备制造业技术水平，促进制造加工业的自动化进程，具有重要意义。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中反光镜的分布图；
图3为本发明跟踪方法流程图。
图中：1、芯模；2.工件；3.反光镜安装架；4.反光镜；5.激光器；6.激光器底座。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：参见图1、图2和图3，一种采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置，包括圆柱形的芯模1、套接在芯模1上的工件2，所述芯模1包括前端和后端，且芯模1旋转时，工件2塑性变形并产生轴向流动的一端为后端，芯模1后端设有激光器5，所述激光器5安装在激光器底座6上，芯模1靠近后端处同轴套接有反光镜安装架3，所述反光镜安装架3为圆环形，反光镜安装架3朝向后端的一面设有环形凹槽，且凹槽内均匀设置有数个反光镜4，且其中一个反光镜4中心正对激光器5的发射接收端，接收激光器5发射的激光并反射回激光器5中，所述激光器5连接控制器，将反射回的激光数据发送给控制器，所述控制器根据激光数据计算其中一反光镜4正对激光器5的直线距离。
本实施例中：所述反光镜4为8个，其中一个反光镜4位于圆环的最上方，且激光器5的发射端正对该反光镜4中心；所述控制器为NC数控单元。
一种采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪装置的跟踪方法，包括以下步骤：
(1)将多台阶的金属工件2按台阶分为多个轴段，并根据工件2尺寸预设各轴段延展量；安装工件2，对应第一次需加工的轴段形状调整旋压机床；
(2)旋压前，由激光器5读取工件2末端的初始位置，工件2延展量为零，发送数据给控制器；
(3)机床反向旋压加工，通过旋轮挤压使金属工件2塑性变形并产生轴向流动，同时轴向推动反光镜安装架3向芯模1后端移动，此时，激光器5实时测量读取工件2的延展量，并将数据传输给控制器；
(4)控制器根据反馈的数据进行分析处理，若工件2延展量未达到预设轴段要求，则继续进行本轴段加工；若工件2延展量达到预设轴段要求，则结束本轴段加工；本步骤中，设R1为初始位置，R2为实时位置，R3为设计长度，若预设轴段要求满足|[(R2-R1)-R3]|<0.5mm时，执行下一轴段加工程序，工件2延展量达到预设轴段要求；
(5)根据第二次需加工的轴段形状调整旋压机床，重复步骤(3)(4)，直至加工完最后一个轴段。
上述软件部分，可以写入控制器中，也可以通过Tcom板接入自主编写的循环程序。
本发明可以很好的分段控制旋轮轴向进给程序段以达到控制产品轴段及总长的目标，测量精度可达0.5mm，最终实现对轴段长度的精确控制。
Claims (2)
1.一种采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将多台阶的金属工件按台阶分为多个轴段，并根据工件尺寸预设各轴段延展量；安装工件，对应第一次需加工的轴段形状调整旋压机床；
（2）旋压前，由激光器读取工件末端的初始位置，工件延展量为零，发送数据给控制器；
（3）机床反向旋压加工，通过旋轮挤压使金属工件塑性变形并产生轴向流动，同时轴向推动反光镜安装架向芯模后端移动，此时，激光器实时测量读取工件的延展量，并将数据传输给控制器；
（4）控制器根据反馈的数据进行分析处理，若工件延展量未达到预设轴段要求，则继续进行本轴段加工；若工件延展量达到预设轴段要求，则结束本轴段加工；
（5）根据第二次需加工的轴段形状调整旋压机床，重复步骤（3）（4），直至加工完最后一个轴段。
2.根据权利要求1所述的采用激光检测的强力旋压反旋自动跟踪方法，其特征在于：所述步骤（4）中，设R1为初始位置，R2为实时位置，R3为设计长度，若预设轴段要求满足|[(R2-R1)-R3]|<0.5mm时，执行下一轴段加工程序，工件延展量达到预设轴段要求。
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