CN109531422B - 一种用于磨床设备的高速对刀装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于磨床设备的高速对刀装置，包括砂轮、主轴、连接器紧固压件和PCB板，所述主轴上设置有一凸环，所述主轴上靠近凸环一端形成一锥部，所述锥部通过连接法兰与砂轮可拆卸连接，所述主轴背离所述凸环一端依次穿过主轴外套、前轴承支架、后轴承支架、动力连接器和主轴动力连接器后与连接器紧固压件的内螺纹连接，所述前轴承支架和所述后轴承支架固定连接形成一柱状壳体，在该壳体外侧设有一鼠笼状的交流电机蕊，所述动力连接器上背离后轴承支架一端设置有压力传感器，所述压力传感器通过连接引线与PCB板焊接。本发明具备结构简单，稳定性好，可高速数据采集分析，实现智能无人化生产，生产效率高、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及磨床的对刀技术领域，具体为一种用于磨床设备的高速对刀装置。
背景技术
目前在磨床中，砂轮对刀通常是手工完成，即通过手动操作，控制砂轮沿着轴向加工工件的磨削面移近直至与工件触接产生火花，操作者通过工件与砂轮产生的火花来确认对刀的状态。这种手工对刀方式不仅消耗时间长、劳动强度大、生产效率低，而且操作者稍有不慎就会出现被砂轮误伤，危险性高，靠肉眼对火花进行观察，不能保证两个工件的对刀深度一样，同时刀具损坏时，人工如果没有及时的发现，会造成浪费工时，严重时会损坏机床及工件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于磨床设备的高速对刀装置，具备结构简单，稳定性好，可高速数据采集分析，实现智能无人化生产，生产效率高、成本低的优点，解决了人工对刀危险性高，对刀深度不一样的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于磨床设备的高速对刀装置，包括砂轮、主轴、连接器紧固压件和PCB板，所述主轴上设置有一凸环，所述凸环与主轴一体成型，所述主轴上靠近凸环一端形成一锥部，所述锥部通过连接法兰与砂轮可拆卸连接，所述主轴背离所述凸环一端依次穿过主轴外套、前轴承支架、后轴承支架、动力连接器和主轴动力连接器后与连接器紧固压件的内螺纹连接，所述主轴外套和所述前轴承支架之间设置有防尘防油圈，所述主轴外套通过限位环与主轴限位连接，且主轴外套两端设置有密封圈，所述前轴承支架内安装有前轴承，所述前轴承与主轴上设置的第一连接台阶连接，所述后轴承支架内安装有后轴承，所述后轴承与主轴上设置的第二连接台阶连接，所述前轴承支架和所述后轴承支架固定连接形成一柱状壳体，在该壳体外侧设有一鼠笼状的交流电机蕊，所述交流电机蕊与壳体固定连接，所述交流电机蕊外侧设置有电机外壳，所述电机外壳底部与主轴外套固定连接，所述后轴承支架通过紧固件与所述动力连接器固定连接，所述动力连接器内侧开设有四角齿状的连接凹槽，所述主轴动力连接器安装在连接凹槽内，所述动力连接器上背离所述后轴承支架一端设置有一圆环状的压力传感器，所述压力传感器通过连接引线与PCB板焊接，所述PCB板包括数据储存模块、中央处理模块、显示模块和交流电机蕊控制模块，所述数据储存模块、显示模块和交流电机蕊控制模块均与中央处理模块连接，所述压力传感器实时采集主轴上的触碰压力值，并将该压力值传输给PCB板，所述PCB板上的中央处理模块经过计算后控制交流电机蕊的转速。
优选的，高速对刀装置还包括显示屏，所述显示屏设置在磨床设备上，且显示屏与显示模块连接。
优选的，所述主轴外套为圆柱状，且主轴外套的直径与凸环的直径相同。
优选的，所述数据储存模块用于储存压力传感器采集的触碰压力值，且数据储存模块为集成芯片，该集成芯片为IS61LV51216芯片。
优选的，所述中央处理模块内置有MCU，该MCU的型号为：SST89E52RD2。
优选的，所述交流电机蕊控制模块与所述交流电机蕊相连接，并控制交流电机蕊运转。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明通过在主轴外套两端设置密封圈，在主轴外套和前轴承支架之间设置防尘防油圈，可以有效的放置油污、灰尘以及他杂物进入主轴外套内，以免影响压力传感器对砂轮压力值的检测，减小检测误差，提高对刀的精度。
2、本发明通过将压力传感器倒装与主轴的末端，使主轴与交流电机蕊分离，防止主轴及交流电机蕊转动时将压力传感器上的线路折断，实用性强。
3、本发明通过在传统的压力传感器上增加DSP部分，DSP对采集的压力数据求平均值后传输给中央处理模块，中央处理模块下达相应的对刀指令，可以有效的提高压力传感器采集压力值的精确度的同时，实现了智能化操作，节省了人工，降低了人工成本，提高了生产效率。
4、本发明通过在前轴承支架内设置前轴承，在后轴承支架内设置后轴承，前轴承和后轴承分别与主轴上的第一连接台阶和第二连接台阶连接，连接的稳定性好。
附图说明
图1为本发明的爆炸图；
图2为本发明的结构图；
图3为本发明主轴的结构图；
图4为本发明动力连接器的结构图；
图5为本发明压力感应器的结构图；
图6为本发明PCB板的原理方框图；
图7为本发明压力传感器的电路原理图。
图中的附图标记及名称如下：
1、砂轮；2、主轴外套；3、主轴；4、限位环；5、前轴承支架；6、交流电机蕊；7、后轴承支架；8、动力连接器；9、连接器紧固压件；10、电机外壳；11、压力传感器；12、主轴动力连接器；13、后轴承；14、前轴承；15、防尘防油圈；16、密封圈；17、凸环；18、第一连接台阶；19、第二连接台阶；20、锥部；21、连接凹槽；22、PCB板；23、数据储存模块；24、中央处理模块；25、显示模块；26、交流电机蕊控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图7，本发明提供的一种实施例：一种用于磨床设备的高速对刀装置，包括砂轮1、主轴3、连接器紧固压件9和PCB板22，所述主轴3上设置有一凸环17，所述凸环17与主轴3一体成型，所述主轴3上靠近凸环17一端形成一锥部20，所述锥部20通过连接法兰与砂轮1可拆卸连接，所述主轴3背离所述凸环17一端依次穿过主轴外套2、前轴承支架5、后轴承支架7、动力连接器8和主轴动力连接器12后与连接器紧固压件9的内螺纹连接，所述主轴外套2和所述前轴承支架5之间设置有防尘防油圈15，所述主轴外套2通过限位环4与主轴3限位连接，且主轴外套2两端设置有密封圈16，所述前轴承支架5内安装有前轴承14，所述前轴承14与主轴3上设置的第一连接台阶18连接，所述后轴承支架7内安装有后轴承13，所述后轴承13与主轴3上设置的第二连接台阶19连接，所述前轴承支架5和所述后轴承支架7固定连接形成一柱状壳体，在该壳体外侧套设有一鼠笼状的交流电机蕊6，所述交流电机蕊6与壳体固定连接，所述交流电机蕊6外侧设置有电机外壳10，所述电机外壳10底部与主轴外套2固定连接，所述后轴承支架7通过紧固件与所述动力连接器8固定连接，所述动力连接器8内侧开设有四角齿状的连接凹槽21，所述主轴动力连接器12安装在连接凹槽21内，所述动力连接器8上背离所述后轴承支架7一端设置有一圆环状的压力传感器11，所述压力传感器11通过连接引线与PCB板22焊接，所述PCB板22包括数据储存模块23、中央处理模块24、显示模块25和交流电机蕊控制模块26，所述数据储存模块23、显示模块25和交流电机蕊控制模块26均与中央处理模块24连接，所述压力传感器11实时采集主轴3上的触碰压力值，并将该压力值传输给PCB板22，所述PCB板22上的中央处理模块24经过计算后控制交流电机蕊6的转速，实现高速运转自动对刀，无需人工对刀，安全性高，同时加快了对刀的速度，提高了生产效率。
所述高速对刀装置还包括显示屏，所述显示屏设置在磨床设备上，且显示屏与显示模块25连接。
在具体实施中所述主轴外套2设计为圆柱状，且主轴外套2的直径与凸环17的直径相同，凸环17可以起到限位的做作用，与主轴外套2连接后外观优美；所述数据储存模块23用于储存压力传感器11采集的触碰压力值，且数据储存模块23为集成芯片，该集成芯片为IS61LV51216芯片，采用该型号的集成芯片存储效果好，芯片性能优；所述中央处理模块24内置有MCU，该MCU的型号为：SST89E52RD2，该型号的MCU可提供系统在线编程（ISP功能），内部flash擦写次数达到1万次以上，程序保存时间长；所述交流电机蕊控制模块26与所述交流电机蕊6相连接，并控制交流电机蕊6的运转。
本实施例中压力传感器11优选的是压阻式压力传感器，图7为本发明压阻式传感器的电路原理图，该压阻式压力传感器采用无线供电的模式，图中电阻R1、R2、R3、R4连接形成一桥式电路，且电阻R1、R2、R3、R4为等值应变电阻，用于接收压阻式压力传感器上的单晶硅产生的应变值，桥式电路将获得的相应的电压输出信号传输给数字信号处理器DSP1，该DSP1的型号为TSM320F2812,DSP1将接收到的电压输出信号经数字转化形成三角方波，该方波经D1发射给DSP2，DSP2的型号为TMS320系列的芯片，DSP2对数据取样求平均值，并将该值传输给中央处理模块24上的MCU，如此设计的压阻式压力传感器可以有效的提高采集压力值的精确度，节省了人工，降低了人工成本，提高了生产效率。
在工作时，给交流电机蕊6通电，交流电机蕊6转动时，带动前轴承支架5和后轴承支架7转动，前轴承支架5和后轴承支架7内的前轴承14和后轴承13带动主轴3转动，主轴3转动时带动主轴锥部20处的砂轮1转动，此时压力传感器11的输出为正值，当砂轮1与被磨削产品发生碰撞摩擦时，砂轮1会出现阻力，主轴3减速并增加其负荷，此时的压力传感器11采集相应的压力值，并将该压力值传输给PCB板22上的中央处理模块24，中央处理模块24内置的MCU经过计算后发送相应的对刀指令给交流电机蕊控制模块26，交流电机蕊控制模块26控制交流电机蕊6的转动速，实现高速自动对刀。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (4)
1.一种用于磨床设备的高速对刀装置，包括砂轮（1）、主轴（3）、连接器紧固压件（9）和PCB板（22），其特征在于：所述主轴（3）上设置有一凸环（17），所述凸环（17）与主轴（3）一体成型，所述主轴（3）上靠近凸环（17）一端形成一锥部（20），所述锥部（20）通过连接法兰与砂轮（1）可拆卸连接，所述主轴（3）背离所述凸环（17）一端依次穿过主轴外套（2）、前轴承支架（5）、后轴承支架（7）、动力连接器（8）和主轴动力连接器（12）后与连接器紧固压件（9）的内螺纹连接，所述主轴外套（2）和所述前轴承支架（5）之间设置有防尘防油圈（15），所述主轴外套（2）通过限位环（4）与主轴（3）限位连接，且主轴外套（2）两端设置有密封圈（16），所述主轴外套（2）为圆柱状，且主轴外套（2）的直径与凸环（17）的直径相同，所述前轴承支架（5）内安装有前轴承（14），所述前轴承（14）与主轴（3）上设置的第一连接台阶（18）连接，所述后轴承支架（7）内安装有后轴承（13），所述后轴承（13）与主轴（3）上设置的第二连接台阶（19）连接，所述前轴承支架（5）和所述后轴承支架（7）固定连接形成一柱状壳体，在该壳体外侧套设有一鼠笼状的交流电机蕊（6），所述交流电机蕊（6）与壳体固定连接，所述交流电机蕊（6）外侧设置有电机外壳（10），所述电机外壳（10）底部与主轴外套（2）固定连接，所述后轴承支架（7）通过紧固件与所述动力连接器（8）固定连接，所述动力连接器（8）内侧开设有四角齿状的连接凹槽（21），所述主轴动力连接器（12）安装在连接凹槽（21）内，所述动力连接器（8）上背离所述后轴承支架（7）一端设置有一圆环状的压力传感器（11），所述压力传感器（11）通过连接引线与PCB板（22）焊接，所述PCB板（22）包括数据储存模块（23）、中央处理模块（24）、显示模块（25）和交流电机蕊控制模块（26），所述数据储存模块（23）、显示模块（25）和交流电机蕊控制模块（26）均与中央处理模块（24）连接，所述压力传感器（11）实时采集主轴（3）上的触碰压力值，并将该压力值传输给PCB板（22），所述PCB板（22）上的中央处理模块（24）经过计算后控制交流电机蕊（6）的转速，高速对刀装置还包括显示屏，所述显示屏设置在磨床设备上，且显示屏与显示模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于磨床设备的高速对刀装置，其特征在于：所述数据储存模块（23）用于储存压力传感器（11）采集的触碰压力值，且数据储存模块（23）为集成芯片，该集成芯片为IS61LV51216芯片。
3.根据权利要求1所述的一种用于磨床设备的高速对刀装置，其特征在于：所述中央处理模块（24）内置有MCU，该MCU的型号为：SST89E52RD2。
4.根据权利要求1所述的一种用于磨床设备的高速对刀装置，其特征在于：所述交流电机蕊控制模块（26）与所述交流电机蕊（6）相连接，并控制交流电机蕊（6）运转。
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