CN109365701A - 滚丝闭环控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种滚丝闭环控制方法及装置；所述方法包括以下步骤：（1）检测待滚丝工件的外径，得到外径初始值；（2）根据外径初始值，得到滚丝轮的实际到达位置；（3）控制滚丝轮到达滚丝位置，进行滚丝；（4）滚丝完成后，对滚丝后的工件的外径进行检测，得到滚丝外径值，将滚丝外径值与理论值进行比较判断，判断滚丝是否合格；所述装置，包括底座，底座上至少设置两套伺服控制机构，各套伺服控制机构沿周向均匀布置，每套伺服控制机构上均设置有滚丝轮，滚丝轮的数量至少为3个。本发明可以精确的调整滚丝后直径，实现精确滚丝，并且能够监控测量，提升滚丝质量，具有噪音低、环境洁净、控制精确、滚丝精度高的优势特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在轴杆类工件的外径上滚丝的方法及装置，属于滚丝技术领域。
背景技术
组装式凸轮轴的装配是在轴杆上过盈压装凸轮片，常用的一种方式是轴杆外径滚丝后逐个过盈压装凸轮片，最终把全部凸轮片压装到轴杆上。这种方法的滚丝方式为液压式滚丝，通过液压站驱动液压缸进行工作，这种液压滚丝实际在使用过程中存在一些弊端：
1.无法精确控制滚丝高度。液压缸在动作过程中没有反馈机制，只能靠信号的通断启停，因此无法精确控制液压缸的行走位移，故无法保证滚丝高度值；
2.液压站的噪音大；
3.液压管路渗漏油，影响设备外观及操作。
滚丝前的直径需要很高的精度，一般在中径的范围内，取上差或是下差，视情况而定。预留的直径大了，会造成“太硬”，滚压不动的现象。而留的小了，就会滚不起来，造成螺纹形状的不规则，不满足使用要求。
发明内容
本发明针对现有组装式凸轮轴的轴杆滚丝技术存在的不足，提供一种控制精确、滚丝精度高的滚丝闭环控制方法，同时提供一种实现该方法的滚丝装置。
本发明的滚丝闭环控制方法，包括以下步骤：
(1)检测待滚丝工件的外径，得到外径初始值；
(2)根据外径初始值，得到滚丝轮(滚丝刀具)的实际到达位置；
(3)根据计算得出的滚丝轮(滚丝刀具)的实际到达位置，控制滚丝轮到达滚丝位置，进行滚丝；
(4)滚丝完成后，对滚丝后的工件的外径进行检测，得到滚丝外径值，将滚丝外径值与理论值(公称直径或设计值)进行比较判断，判断滚丝是否合格。
上述过程是通过闭环控制方式，检测得到的外径值反馈给控制器，经计算分析，得到滚丝轮准确的到达位置，进行滚丝；滚丝后，再次对滚丝后的外径进行检测。通过两次检测及中间反馈、计算过程形成的闭环控制，能够对滚丝位置进行精确控制。
实现上述滚丝闭环控制方法的滚丝装置，采用以下技术方案：
该装置，包括底座，底座上至少设置两套伺服控制机构，各套伺服控制机构沿周向均匀布置，每套伺服控制机构上均设置有滚丝轮，滚丝轮的数量至少为3个。
所述伺服控制机构，包括直线滑轨、伺服电机、传动丝杠、滚丝轮安装座和滚丝轮，传动丝杠安装在底座上并与伺服电机连接，直线滑轨设置在底座上，直线滑轨上安装有滚丝轮安装座，滚丝轮安装座与传动丝杠连接，滚丝轮安装座上安装有滚丝轮。
所述底座一侧设置有外径检测机构，用于检测待滚丝工件的外径，且读取或输出外径值。
上述装置还包括控制器，外径检测机构和伺服电机均与该控制器连接。
本发明通过检测轴杆工件的外径值，把该值反馈给伺服控制机构，然后伺服控制机构精确控制滚丝轮的位置，可以精确的调整滚丝后直径，从而实现精确滚丝，并且能够监控测量，能够很好的提升滚丝质量。相对于传统液压滚丝方式，本发明具有噪音低、环境洁净、控制精确、滚丝精度高的优势特点。
附图说明
图1是本发明滚丝装置的结构示意图。
图2是图1的俯视图。
图中：1.底座，2.轴承座，3.伺服电机，4.直线滑轨，5.传动丝杠，6.滚丝轮安装座，7.滚丝轮，8.待滚丝工件，9.外径检测机构。
具体实施方式
如图1所示，本发明的滚丝装置用于待滚丝工件(轴杆)8的外径滚丝，通过电动伺服控制完成滚丝。该滚丝装置包括底座1，底座1上至少设置两套伺服控制机构，各套伺服控制机构沿待滚丝工件(轴杆)8周向均匀布置，每套伺服控制机构上均设置有滚丝轮7，滚丝轮7的总数量至少为3个。如果伺服控制机构有两套，其中一套的滚丝轮安装座6上就安装有两个滚丝轮7(参见图1的右侧伺服控制机构)。各套伺服控制机构可分别单独控制，也可关联控制。
伺服控制机构包括直线滑轨4、伺服电机3、传动丝杠5、滚丝轮安装座6、滚丝轮7，上。传动丝杠5通过轴承座2安装在底座1上，轴承座2起固定传动丝杠5的作用，可保证传动丝杠5转动时的跳动精度。传动丝杠5的外端与伺服电机3连接。直线滑轨4设置在底座1上，直线滑轨4上安装有滚丝轮安装座6，直线滑轨4对滚丝轮安装座6有导向作用，且能提高滚丝轮安装座6承受侧向力的强度。滚丝轮安装座6与传动丝杠5连接，滚丝轮安装座6上安装有滚丝轮7，滚丝轮7是对工件8进行滚丝的刀具。
底座1的一侧设置有外径检测机构9，用于检测待滚丝工件8的外径，且能够读取或输出外径值。外径检测机构9可以采用现有的各种外径检测仪，如激光外径检测仪。外径检测机构9通过直接测量或相对测量，测量出来的外径值能够进行读取或者上传至控制器。外径检测机构9和伺服电机3均与该控制器连接，该控制器可采用可编程控制器。
伺服电机3带动传动丝杠5转动，传动丝杠5通过螺旋传动带动滚丝轮安装座6在直线滑轨4上往复移动，各个滚丝轮7沿待滚丝工件8的径向运动，完成滚丝。传动丝杠5在伺服电机3的作用下，把旋转运动转化为直线运动，并提供一定的滚丝力。
上述滚丝装置对待滚丝工件8滚丝的过程如下所述。
(1)先通过外径检测机构9检测待滚丝工件8的外径，得到外径初始值，并将该初始值输送至控制器；
(2)控制器经过计算分析，得到滚丝轮7的实际到达位置；
(3)控制器控制伺服电机3带动滚丝轮7到达滚丝位置，进行滚丝；
(4)滚丝完成后，外径检测机构9对滚丝后的工件8的外径进行检测，此检测值与理论值(公称直径或设计值)进行比较判断，判断滚丝是否合格。在允许偏差范围内的就是合格的，反之不合格。
上述过程是通过闭环控制方式，精确控制滚丝精度。外径检测机构9检测得到的外径值反馈给控制器，经计算分析，得到滚丝轮准确的到达位置，进行滚丝；滚丝后，外径检测机构9再次对滚丝后的直径进行检测。通过两次检测及中间反馈、计算过程形成的闭环控制，能够对滚丝位置进行精确控制.此闭环控制方法可以精确的调整滚丝后直径，并且能够监控测量，能够很好的提升滚丝质量。
Claims (6)
1.一种滚丝闭环控制方法，其特征是，包括以下步骤：
（1）检测待滚丝工件的外径，得到外径初始值；
（2）根据外径初始值，得到滚丝轮的实际到达位置；
（3）根据计算得出的滚丝轮的实际到达位置，控制滚丝轮到达滚丝位置进行滚丝，；
（4）滚丝完成后，对滚丝后的工件的外径进行检测，得到滚丝外径值，将滚丝外径值与理论值进行比较判断，判断滚丝是否合格。
2.一种实现权利要求1所述滚丝闭环控制方法的滚丝装置，其特征是，包括底座，底座上至少设置两套伺服控制机构，各套伺服控制机构沿周向均匀布置，每套伺服控制机构上均设置有滚丝轮。
3.根据权利要求2所述的滚丝装置，其特征是，所述底座一侧设置有外径检测机构。
4.根据权利要求2所述的滚丝装置，其特征是，所述滚丝轮的总数量至少为3个。
5.根据权利要求2所述的滚丝装置，其特征是，所述伺服控制机构，包括直线滑轨、伺服电机、传动丝杠、滚丝轮安装座和滚丝轮，传动丝杠安装在底座上并与伺服电机连接，直线滑轨设置在底座上，直线滑轨上安装有滚丝轮安装座，滚丝轮安装座与传动丝杠连接，滚丝轮安装座上安装有滚丝轮。
6.根据权利要求2至5任意项所述的滚丝装置，其特征是，还包括控制器，外径检测机构和伺服电机均与该控制器连接。
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