CN116175081B - 一种磨损丝杠修复装置及应用该装置的方法 - Google Patents
一种磨损丝杠修复装置及应用该装置的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116175081B CN116175081B CN202310464344.7A CN202310464344A CN116175081B CN 116175081 B CN116175081 B CN 116175081B CN 202310464344 A CN202310464344 A CN 202310464344A CN 116175081 B CN116175081 B CN 116175081B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- grinding head
- abrasion
- grinding
- screw
- laser cladding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
- C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
- C23C24/10—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat with intermediate formation of a liquid phase in the layer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
本发明涉及丝杠修复技术领域。具体而言,涉及一种磨损丝杠修复装置及应用该装置的方法,磨损丝杠修复装置包括:工作台,工作台上设置有卡座、扫描装置、第一磨削头、激光熔覆头、第二磨削头和操作系统。扫描装置能够对磨损丝杠滚道进行全程检测,确定磨损区间,第一磨削头、激光熔覆头、第二磨削头的设置,能够对磨损区间进行精准修复,整个装置实现检测、修复全过程,不需要频繁更换不同的设备来进行丝杠修复,第一磨削头能够在激光熔覆步骤前对丝杠磨损区域进行初步磨削,消除磨损区域容易剥落位置,增大熔覆面积,提高结合强度。本装置适用不同型号丝杠,修复效果好,减少人工成本,降低因为经验带来的不确定性,提高丝杠修复质量。
Description
技术领域
本发明属于丝杠修复技术领域,涉及一种磨损丝杠修复装置及应用该装置的方法。
背景技术
丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力,主要为滚珠丝杠,是数控机床保持精度的关键功能部件。滚珠丝杠经过长时间服役后,会产生内螺纹滚道与滚珠的磨损,进而无法再保持其原有的精度和可重复性,若内螺纹滚道磨损较少,在现有技术中可以通过重新研磨并安装更大尺寸的轴承滚珠来修复。但是,内螺纹滚道磨损往往伴随金属疲劳微裂纹的产生。如果没有对微裂纹进行修复,则丝杠会在短时间内再次失效。此外,当内螺纹滚道磨损较大时,也无法通过重新研磨来进行修复。并且在现有技术中,整个丝杠修复过程完全由工人手动操作,丝杠修复的好坏,完全取决于工人水平高低。
发明内容
本发明解决的问题:目前丝杠修复无法实现全自动,手动修整丝杠导致丝杠修复后精度不高、使用寿命较低的问题。
为解决上述问题,本发明实施例提供一种磨损丝杠修复装置,包括:工作台;卡座,其设置在工作台两端,用于固定待修复的磨损丝杠,卡座上设置卡爪,卡爪能够带动磨损丝杠旋转并在轴向上移动,卡座与卡爪能够在轴向上同步移动;扫描装置,其固定设置在工作台侧边,扫描装置为三维扫描仪,能够对磨损丝杠进行全程检测,与理论丝杠轮廓进行比对,确定磨损区间;第一磨削头,其固定设置在工作台侧边,对磨损区间进行磨削;激光熔覆头,其固定设置在工作台侧边,对磨损区间进行激光熔覆;第二磨削头,其固定设置在工作台侧边,对经过激光熔覆的磨损区间进行二次磨削。
作为本发明的进一步改进,还包括操作系统,其设置在工作台上,操作系统包括显示屏及操作面板,操作系统能够接收卡爪、扫描装置、第一磨削头、激光熔覆头、第二磨削头的信号,并对信号进行转译,操作系统能驱动卡爪、扫描装置、第一磨削头、激光熔覆头、第二磨削头的移动。
作为本发明的进一步改进,第一磨削头包括第一固定座和第一可拆卸磨削头,第一固定座固定设置在工作台上,第一可拆卸磨削头设置在第一固定座上,第一可拆卸磨削头为圆弧状,与磨损丝杠的内螺旋滚道形状贴合,当磨损丝杠旋转时,第一可拆卸磨削头相对内螺旋滚道摩擦,对磨损区间进行磨削。
作为本发明的进一步改进,第一可拆卸磨削头表面设置有多个凸起。
作为本发明的进一步改进,凸起为圆弧形、锥形、圆台、多棱锥、多棱台中的一种或多种。
作为本发明的进一步改进,第一固定座和第一可拆卸磨削头之间设置有第一超声波发生装置,第一超声波发生装置带动第一可拆卸磨削头相对内螺旋滚道产生振动冲击。
作为本发明的进一步改进,激光熔覆头包括第三固定座、送料嘴与熔覆嘴;第三固定座固定设置在工作台上,送料嘴与熔覆嘴均设置在第三固定座上。
作为本发明的进一步改进,第二磨削头包括第二固定座和第二可拆卸磨削头,第二固定座固定设置在工作台上,第二可拆卸磨削头设置在第二固定座上;第二可拆卸磨削头为圆弧状,与磨损丝杠的滚道形状贴合,当磨损丝杠旋转时,第二可拆卸磨削头相对滚道摩擦,对磨损区间进行二次磨削,消除激光熔覆产生的多余材料,将磨损区间修复至形变阈值上限与形变阈值下限之间。
作为本发明的进一步改进,第二固定座和第二可拆卸磨削头之间设置有第二超声波发生装置,第二超声波发生装置带动第二可拆卸磨削头磨削同时沿丝杠滚道方向反复来回振动。
本发明还提供一种磨损丝杠修复方法,应用上述任一实例的磨损丝杠修复装置,磨损丝杠修复方法包括如下步骤:准备步骤:将磨损丝杠两端分别固定在工作台两端的卡爪上;检测步骤:通过设置在工作台侧边的扫描装置上的探针对磨损丝杠的滚道进行全程检测,设置基准坐标与形变阈值,确定磨损区间; 第一次磨削步骤:通过设置在工作台侧边的第一磨削头对磨损区间进行磨削;激光熔覆步骤:通过设置在工作台侧边的激光熔覆头,对磨损区间进行激光熔覆;第二次磨削步骤:通过设置在工作台侧边的第二磨削头对磨损区间进行二次磨削。
作为本发明的进一步改进,在激光熔覆步骤与第二次磨削步骤之间还包括激光熔覆检测步骤,激光熔覆检测步骤包括以下步骤:扫描装置对磨损区间进行检测,若磨损区间坐标相对基准坐标未超过形变阈值的上限,则进入激光熔覆步骤;若磨损区间坐标相对基准坐标超过形变阈值的上限,则进入第二次磨削步骤。
作为本发明的进一步改进,在第二次磨削步骤之后,还包括修复进程判断步骤,修复进程判断步骤包括以下步骤:扫描装置对磨损区间再次进行检测,若磨损区间坐标相对基准坐标超过形变阈值的上限,则进入第二次磨削步骤;若磨损区间坐标相对基准坐标低于形变阈值的下限,则进入激光熔覆步骤;若磨损区间坐标相对基准坐标位于形变阈值的上限与形变阈值的下限之间,则结束修复。
作为本发明的进一步改进,在第一次磨削中,第一磨削头与第一超声波发生装置相连接,第一磨削头对磨损区间进行磨削时,第一超声波发生装置带动第一磨削头相对丝杠滚道产生振动冲击。
作为本发明的进一步改进,在第二次磨削中,第二磨削头与第二超声波发生装置相连接,第二磨削头对磨损区间进行磨削时,第二超声波发生装置带动第二磨削头相对丝杠滚道产生沿丝杠滚道方向的反复来回振动。
基于上述技术方案,本发明实施例至少可以产生如下技术效果:
1、本发明提供了一种磨损丝杠修复装置,扫描装置能够对磨损丝杠滚道进行全程检测,确定磨损区间,第一磨削头、激光熔覆头、第二磨削头的设置,能够对磨损区间进行精准修复,整个装置实现检测、修复全过程,不需要频繁更换不同的设备来进行丝杠修复,本装置适用不同型号丝杠,修复效果好,减少人工成本,降低因为经验带来的不确定性,提高丝杠修复质量。
2、本发明提供的磨损丝杠修复装置中第一磨削头能够在激光熔覆步骤前对丝杠磨损区域进行初步磨削,消除磨损区域有微裂纹或者容易剥落的位置,清除磨损区域表面,同时增大磨损区域熔覆面积,提高后续激光熔覆层与丝杠本体之间的结合度,降低修复区域在后续使用中剥落的可能性,提高修复品质和使用寿命。
3、本发明激光熔覆步骤与第二次磨削步骤可以结合检测步骤进行修复进程判断:探针对磨损区间进行检测,若磨损区间坐标相对基准坐标超过形变阈值上限,则进入第二次磨削,若磨损区间坐标相对基准坐标低于形变阈值下限,则进入激光熔覆,若磨损区间坐标相对基准坐标位于形变阈值上限下限之间,则结束修复。通过修复进程判断可以更加精确的保证激光熔覆与第二次磨削程度,能够最大程度减小修复误差,使丝杠的修复效果控制在预设的形变阈值范围内,确保磨损区间修复的完整性与精确性,提高修复精度。
4、本发明的磨损丝杠修复装置能够实现自检测至修复工序的全自动操作,减少了工人手工操作带来的误差,修复效果更好,提高丝杠的精确度、稳定性和使用寿命。
5、本发明将检测、激光熔覆、磨削等多道工序合为一体,并且结构更加简单,磨损丝杠修复效果更好,解决了现有磨损丝杠修复完全依靠人工、缺乏专用设备的问题。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中待要使用的附图作简单介绍,显而易见的,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图;
图1是本发明实施例一提供的一种磨损丝杠修复装置的结构示意图;
图2是本发明实施例一提供的磨损丝杠修复装置另一视角的结构示意图一;
图3是本发明实施例一提供的磨损丝杠修复装置另一视角的结构示意图二;
图4是本发明实施例一提供的磨损丝杠修复装置中卡座与导杆的结构示意图;
图5是本发明实施例一提供的磨损丝杠修复装置中第一磨削头的结构示意图;
图6是图5中第一可拆卸磨削头的结构示意图;
图7是本发明实施例一提供的磨损丝杠修复装置中第二磨削头的部分结构示意图;
图8是本发明实施例一提供的磨损丝杠修复装置中激光熔覆头的结构示意图;
图9是本发明实施例一提供的磨损丝杠修复装置中激光熔覆头另一视角的结构示意图;
图10是本发明实施例二提供的磨损丝杠修复方法的流程示意图。
附图标记说明:
100、工作台;110、卡座;111、卡爪;112、第一驱动装置;113、导杆;114、凸脚;115、第二驱动装置;116、支撑座;120、扫描装置;130、第一磨削头;131、凸起;132、第一可拆卸磨削头;133、第一超声波发生装置;134、第一固定座;140、激光熔覆头;141、送料嘴;142、熔覆嘴;143、第三固定座;150、第二磨削头;152、第二可拆卸磨削头;153、第二超声波发生装置;154、第二固定座;160、操作系统;161、显示屏;162、操作面板;200、磨损丝杠。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合图1至图10对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
实施例一:
参见图1至图5,本发明实施例提供一种磨损丝杠200修复装置,包括:工作台100,工作台100上设置有卡座110、扫描装置120、第一磨削头130、激光熔覆头140、第二磨削头150和操作系统160。
具体的,卡座110,其设置在工作台100两端,用于固定待修复的磨损丝杠200,卡座110上设置卡爪111,卡爪111能够带动磨损丝杠200旋转并在轴向上移动,卡座110与卡爪111能够在轴向上同步移动。
具体的,卡座110底部与工作台100顶端形成凹凸配合形状的滑移结构。其中一个卡爪111与第一驱动装置112连接,第一驱动装置112可以是电机驱动装置也可以是油缸驱动装置,第一驱动装置112带动卡爪111及磨损丝杠200轴向旋转。在本实施例中,如图5所示,卡座110相对工作台100的滑移结构为:工作台100底部设置有与磨损丝杠200平行的导杆113,其中一个卡座110底部有延伸至工作台100底部的凸脚114,凸脚114套接在导杆113上,凸脚114与导杆113上设置互相配合的螺纹,导杆113与第二驱动装置115连接,第二驱动装置115可以是电机驱动装置也可以是油缸驱动装置,第二驱动装置115带动导杆113旋转,凸脚114与导杆113通过螺纹配合带动卡座110、卡爪111及磨损丝杠200轴向移动。卡爪111与卡座110分别与驱动装置连接,能够带动待修复的磨损丝杠200轴向转动及平移。磨损丝杠200轴向转动及平移的过程中,扫描装置120能够抓取整个丝杠的轮廓数据,传递并转译至操作系统160,以三维轮廓图的形式显示在显示屏161中,更为直观的展示丝杠整体轮廓,使丝杠的检测更直观、更具体、更简便。为了进一步支撑磨损丝杠200,在卡座110靠近磨损丝杠200一侧设置有支撑座116。
具体的,扫描装置120,其固定设置在工作台100侧边,扫描装置120为三维扫描仪,能够对磨损丝杠200进行全程检测,与理论丝杠轮廓进行比对,确定磨损区间。三维扫描仪能够形成磨损丝杠200的三维轮廓,通过与理论丝杠三维轮廓进行比对,能够更具体、更准确的确定磨损区间。
具体的,第一磨削头130,其固定设置在工作台100侧边,对磨损区间进行磨削;激光熔覆头140,其固定设置在工作台100侧边,对磨损区间进行激光熔覆;第二磨削头150,其固定设置在工作台100侧边,对经过激光熔覆的磨损区间进行二次磨削。
具体的,扫描装置120、第一磨削头130、激光熔覆头140、第二磨削头150均为固定位置设置,有利于操作系统160对各装置进行定位并且驱动各装置动作,提高磨损丝杠200修复精度。扫描装置120、第一磨削头130、激光熔覆头140、第二磨削头150可以设置在工作台100的同一侧也可以按照需求设置在不同侧边,在本实施例中,扫描装置120设置在工作台100一侧,第一磨削头130、激光熔覆头140、第二磨削头150设置在工作台100另一侧。本发明所保护的范围包含但不限于本实施例所列举情形。
进一步的,操作系统160,其设置在工作台100上,操作系统160包括显示屏161及操作面板162,操作系统160能够接收卡爪111、扫描装置120、第一磨削头130、激光熔覆头140、第二磨削头150的信号,并对信号进行转译,操作系统160能驱动卡爪111、扫描装置120、第一磨削头130、激光熔覆头140、第二磨削头150的移动,进而对磨损丝杠200进行修复。
在本发明中,对磨损丝杠200修复的工作原理是:通过扫描装置120对磨损丝杠200进行扫描,确定磨损区间;对磨损区间进行第一次磨削处理,为后续激光熔覆做准备;对磨损区间进行激光熔覆;对激光熔覆后的磨损区间进行第二次磨削处理;经过多次检测、激光熔覆及第二次磨削,确保磨损区间坐标相对基准坐标位于形变阈值的上限和下限之间,完成修复。
进一步的,如图5所示,第一磨削头130包括第一固定座134和第一可拆卸磨削头132,第一固定座134固定设置在工作台100上,第一可拆卸磨削头132设置在第一固定座134上。第一可拆卸磨削头132为圆弧状,圆弧形状与磨损丝杠200的内螺旋滚道形状贴合,当磨损丝杠200旋转时,第一可拆卸磨削头132相对丝杠内螺旋滚道摩擦,移动产生摩擦,进而对磨损区间进行磨削。第一可拆卸磨削头132对磨损区间的磨削是为下一步激光熔覆做准备。丝杠内螺纹滚道磨损往往伴随金属疲劳微裂纹的产生。如果没有对微裂纹进行处理,直接进行激光熔覆步骤,则会导致修复后的丝杠内螺纹滚道存在微裂纹及易脱落颗粒,修复后的丝杠重新服役时,微裂纹在压力作用下更快扩展、易脱落颗粒在压力影响下,容易脱落导致更快形成磨损区间,并且磨损范围更大更深,最终导致丝杠更快失效并且难以进一步修复。因此在本发明中,创造性的增加了第一磨削头130及第一磨削步骤,对磨损区间进行初步磨削处理,通过第一磨削头130与丝杠内螺纹滚道的反复磨削,使磨损区间存在微裂纹的位置剥落,为后续激光熔覆做准备。可拆卸磨削头磨损严重后可以进行替换,保证磨削效果。圆弧结构的设计使可拆卸磨削头与丝杠内螺纹滚道形状贴合,增大磨削范围及磨削强度,与圆头状磨削头相比可显著缩短磨削时间,提高磨削效率。
更进一步的,如图6所示,第一可拆卸磨削头132表面设置有多个凸起131,通过第一可拆卸磨削头132与丝杠内螺旋滚道的摩擦能够清除磨损区域表面并且增大熔覆面积。
优选的,凸起131为圆弧形、锥形、圆台、多棱锥、多棱台形状中的一种或多种。为了提高激光熔覆与磨损区间结合牢固性,在本发明中,第一可拆卸磨削头132表面设置多个凸起131,形成类似镰刀的效果,可以有效消除磨损区间的易脱落颗粒同时使磨损区间形成凹凸表面,增大激光熔覆的接触面积,进而提高激光熔覆与磨损区间结合牢固性。在使用过程中,普通磨削头多次磨削后容易钝化,磨削效果变差。在本发明中,第一可拆卸磨削头132表面及凸起131上的磨削颗粒在摩擦作用下不断脱落,使第一可拆卸磨削头132表面及凸起131形成类似镰刀的波浪形切面,形成类似磨刀的效果,因此在不断的摩擦下依然保持足够的锐性,起到自锐性的作用,比普通磨削头的磨削效果更优。
更进一步的,第一固定座134和第一可拆卸磨削头132之间设置有第一超声波发生装置133,第一超声波发生装置133带动第一可拆卸磨削头132相对丝杠内螺旋滚道产生振动冲击。具体的,超声振动方向与丝杠内螺旋滚道垂直,如图6箭头所示方向。在高频次的振动冲击下,磨损区间结合不牢固的颗粒掉落,也可以使微裂纹位置不断扩展,最终剥落,仅留下结合牢固的位置,为后续激光熔覆提供牢固基础。
进一步的,如图8、图9所示,激光熔覆头140包括第三固定座143、送料嘴141与熔覆嘴142。第三固定座143固定设置在工作台100上,送料嘴141与熔覆嘴142均设置在第三固定座143上。送料嘴141将激光熔覆材料铺设在磨损区间,激光熔覆材料可以是激光熔覆粉末或激光熔覆丝。熔覆嘴142发射激光,将激光熔覆材料与磨损区间融化并结合。激光熔覆丝包含激光熔覆粉末与粘接剂。具体的,激光熔覆材料经激光熔覆后与丝杠材质相同,因此融合效果更好,能够有效提高修复效果。
进一步的,如图7所示,第二磨削头150与第一磨削头130结构相同,第二磨削头150包括第二固定座154和第二可拆卸磨削头152,第二固定座154固定设置在工作台100上,第二可拆卸磨削头152设置在第二固定座154上。第二可拆卸磨削头152为圆弧状,与磨损丝杠200的滚道形状贴合,当磨损丝杠200旋转时,第二可拆卸磨削头152相对磨损丝杠200的滚道摩擦,对磨损区间进行二次磨削,消除激光熔覆产生的多余材料,将磨损区间修复至形变阈值的上限与形变阈值的下限之间。并且,第二可拆卸磨削头152经过多次使用磨损严重后,可以进行替换。
进一步的,第二固定座154和第二可拆卸磨削头152之间设置有第二超声波发生装置153,第二超声波发生装置153形成如图7箭头所示的振动,带动第二可拆卸磨削头152磨削同时沿磨损丝杠200的滚道方向反复来回振动。通过第二可拆卸磨削头152相对磨损丝杠200的滚道方向的反复振动摩擦,能够提高磨削效率、缩短磨削时间。
实施例二:
在实施例一的基础上,如图10所示,本发明还提供一种磨损丝杠修复方法,应用上述任一实例的磨损丝杠修复装置,磨损丝杠修复方法包括如下步骤:
准备步骤:将磨损丝杠200两端分别固定在工作台100两端的卡爪111上;
检测步骤:通过设置在工作台100侧边的扫描装置120对磨损丝杠200的滚道进行全程检测,设置基准坐标与形变阈值,确定磨损区间;
第一次磨削步骤:通过设置在工作台100侧边的第一磨削头130对磨损区间进行磨削;
激光熔覆步骤:通过设置在工作台100侧边的激光熔覆头140,对磨损区间进行激光熔覆;
第二次磨削步骤:通过设置在工作台100侧边的第二磨削头150对磨损区间进行二次磨削。
进一步的,在激光熔覆步骤与第二次磨削步骤之间还包括激光熔覆检测步骤,激光熔覆检测步骤包括以下步骤:
扫描装置120对磨损区间进行检测,若磨损区间坐标相对基准坐标未超过形变阈值的上限,则进入激光熔覆步骤;若磨损区间坐标相对基准坐标超过形变阈值的上限,则进入第二次磨削步骤。为了保证第二次磨削中有足够的余量可对其进行磨削,因此激光熔覆步骤中激光熔覆层厚度应超过形变阈值上限,并且由于激光熔覆面积会超过磨损区域,在本次检测中,需要重新确定磨损区间范围,为后续第二次磨削提供更精准的范围,提高修复准确度和精确度。
进一步的,在第二次磨削步骤之后,还包括修复进程判断步骤,修复进程判断步骤包括以下步骤:
扫描装置120对磨损区间再次进行检测,若磨损区间坐标相对基准坐标超过形变阈值的上限,则进入第二次磨削步骤;若磨损区间坐标相对基准坐标低于形变阈值的下限,则进入激光熔覆步骤,若磨损区间坐标相对基准坐标位于形变阈值的上限和形变阈值的下限之间,则结束修复,松开卡爪111,取下完成修复的丝杆。
具体的,在本实施例中,根据丝杠的具体型号,可以形成理论丝杠三维轮廓,以理论丝杠三维轮廓为基准坐标,对比理论丝杠三维轮廓与磨损丝杠200三维轮廓,轮廓未能重合的区域即为形变区域。根据丝杠的具体型号,可以设置形变阈值上限与下限,若丝杠坐标相对基准坐标低于形变阈值下限,即为磨损区间。根据程序设定可以自动确定磨损区间,也可以通过人为选择对磨损区间范围进行调整。对于磨损丝杠200,其磨损区间集中在丝杠内螺纹滚道处,由于丝杠在服役过程中,滚珠在丝杠内螺纹滚道处频繁的滚动、摩擦,导致丝杠磨损失效。在现有技术中,丝杠磨损程度的判断完全依靠人工经验确定,进行逐一修复,无法实现自动化修复,并且修复的好坏无法准确判断。在本实施例中,丝杠磨损区间的判定通过三维扫描仪检测与理论数据对比,根据设定的程序自动确定磨损区间,更进一步通过人为选择对磨损区间范围进行调整,磨损区间的判断更加精确、合理。
进一步的,通过激光熔覆步骤后,磨损区间坐标发生改变,超过形变阈值上限,此时可以通过第二次磨削,使磨损区间形变回归到形变阈值的上限与下限之间。通过多次的检测以及多次激光熔覆与二次磨削能够更加精确的对磨损丝杠200进行修复,确保修复后的丝杠尺寸精度与原丝杠尺寸精度保持一致。
上述设置也同样可以设置在其他实施例中,本发明保护的范围包含但不限于本实施例所列举情形。
虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (7)
1.一种磨损丝杠修复装置,其特征在于,包括:
工作台(100);
卡座(110),其设置在所述工作台(100)两端,用于固定待修复的磨损丝杠(200),所述卡座(110)上设置卡爪(111),所述卡爪(111)能够带动所述磨损丝杠(200)旋转并在轴向上移动,所述卡座(110)与所述卡爪(111)能够在轴向上同步移动;
扫描装置(120),其固定设置在所述工作台(100)侧边,所述扫描装置(120)为三维扫描仪,能够对所述磨损丝杠(200)进行全程检测,与理论丝杠轮廓进行比对,确定磨损区间;
第一磨削头(130),其固定设置在所述工作台(100)侧边,对所述磨损区间进行磨削;
激光熔覆头(140),其固定设置在所述工作台(100)侧边,对所述磨损区间进行激光熔覆;
第二磨削头(150),其固定设置在所述工作台(100)侧边,对经过激光熔覆的所述磨损区间进行二次磨削;
所述第一磨削头(130)包括第一固定座(134)和第一可拆卸磨削头(132),所述第一固定座(134)固定设置在所述工作台(100)上,所述第一可拆卸磨削头(132)设置在所述第一固定座(134)上,所述第一可拆卸磨削头(132)为圆弧状,与所述磨损丝杠(200)的内螺旋滚道形状贴合,当所述磨损丝杠(200)旋转时,所述第一可拆卸磨削头(132)相对所述内螺旋滚道摩擦,对所述磨损区间进行磨削;
所述第一可拆卸磨削头(132)表面设置有多个凸起(131);
所述第一固定座(134)和所述第一可拆卸磨削头(132)之间设置有第一超声波发生装置(133),所述第一超声波发生装置(133)带动所述第一可拆卸磨削头(132)相对所述内螺旋滚道产生振动冲击,超声振动方向与丝杠内螺旋滚道垂直。
2.根据权利要求1所述的磨损丝杠修复装置,其特征在于,还包括操作系统(160),其设置在所述工作台(100)上,所述操作系统(160)包括显示屏(161)及操作面板(162),所述操作系统(160)能够接收所述卡爪(111)、所述扫描装置(120)、所述第一磨削头(130)、所述激光熔覆头(140)、所述第二磨削头(150)的信号,并对所述信号进行转译,所述操作系统(160)能驱动所述卡爪(111)、所述扫描装置(120)、所述第一磨削头(130)、所述激光熔覆头(140)、所述第二磨削头(150)的移动。
3.根据权利要求1所述的磨损丝杠修复装置,其特征在于,所述凸起(131)为圆弧形、锥形、圆台、多棱锥、多棱台中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的磨损丝杠修复装置,其特征在于,所述第二磨削头(150)包括第二固定座(154)和第二可拆卸磨削头(152),所述第二固定座(154)固定设置在所述工作台(100)上,所述第二可拆卸磨削头(152)设置在所述第二固定座(154)上;所述第二可拆卸磨削头(152)为圆弧状,与所述磨损丝杠(200)的滚道形状贴合,当所述磨损丝杠(200)旋转时,所述第二可拆卸磨削头(152)相对所述滚道摩擦,对所述磨损区间进行二次磨削,消除激光熔覆产生的多余材料,将所述磨损区间修复至形变阈值的上限与所述形变阈值的下限之间。
5.一种磨损丝杠修复方法,其特征在于,应用如权利要求1至4中任意一项所述的磨损丝杠修复装置,所述磨损丝杠修复方法包括如下步骤:
准备步骤:将所述磨损丝杠两端分别固定在所述工作台两端的所述卡爪上;
检测步骤:通过设置在所述工作台侧边的所述扫描装置上的探针对所述磨损丝杠的滚道进行全程检测,设置基准坐标与形变阈值,确定所述磨损区间;
第一次磨削步骤:通过设置在所述工作台侧边的所述第一磨削头对所述磨损区间进行磨削;
激光熔覆步骤:通过设置在所述工作台侧边的所述激光熔覆头对所述磨损区间进行激光熔覆;
第二次磨削步骤:通过设置在所述工作台侧边的所述第二磨削头对所述磨损区间进行二次磨削。
6.根据权利要求5所述的磨损丝杠修复方法,其特征在于,在所述激光熔覆步骤与所述第二次磨削步骤之间还包括激光熔覆检测步骤,所述激光熔覆检测步骤包括以下步骤:
所述扫描装置对所述磨损区间进行检测,若所述磨损区间坐标相对所述基准坐标未超过所述形变阈值的上限,则进入所述激光熔覆步骤;若所述磨损区间坐标相对所述基准坐标超过所述形变阈值的上限,则进入所述第二次磨削步骤。
7.根据权利要求6所述的磨损丝杠修复方法,其特征在于,在所述第二次磨削步骤之后,还包括修复进程判断步骤,所述修复进程判断步骤包括以下步骤:
所述扫描装置对所述磨损区间再次进行检测,若所述磨损区间坐标相对所述基准坐标超过所述形变阈值的上限,则进入所述第二次磨削步骤;若所述磨损区间坐标相对所述基准坐标低于所述形变阈值的下限,则进入激光熔覆步骤;若所述磨损区间坐标相对所述基准坐标位于所述形变阈值的上限与所述形变阈值的下限之间,则结束修复。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310464344.7A CN116175081B (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 一种磨损丝杠修复装置及应用该装置的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310464344.7A CN116175081B (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 一种磨损丝杠修复装置及应用该装置的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116175081A CN116175081A (zh) | 2023-05-30 |
CN116175081B true CN116175081B (zh) | 2023-07-21 |
Family
ID=86449343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310464344.7A Active CN116175081B (zh) | 2023-04-27 | 2023-04-27 | 一种磨损丝杠修复装置及应用该装置的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116175081B (zh) |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201792161U (zh) * | 2010-09-17 | 2011-04-13 | 唐山国丰钢铁有限公司 | 丝杠螺纹修复装置 |
CN103464964A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 常熟市淼泉压缩机配件有限公司 | 一种螺杆压缩机转子的修复工艺 |
CN103498149A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-08 | 江苏翌煜能源科技发展有限公司 | 一种用于丝杠表面进行激光熔覆的方法 |
JP2018167326A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-11-01 | 日本精工株式会社 | 肉盛装置、ねじ軸の製造方法、ねじ軸、及びねじ装置 |
WO2019052267A1 (zh) * | 2017-09-18 | 2019-03-21 | 清华大学 | 一种超声振动辅助螺旋铣磨螺纹方法 |
CN112458458A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-09 | 四川国鑫机械制造有限公司 | 一种传动轴轴颈激光熔覆修复方法 |
CN213560876U (zh) * | 2020-11-09 | 2021-06-29 | 天津天禹模具有限公司 | 一种汽车冲压模具修复系统 |
CN217253587U (zh) * | 2022-02-22 | 2022-08-23 | 山东省科学院激光研究所 | 一种列车轮对轮缘及踏面激光再制造修复系统 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201350585Y (zh) * | 2008-07-16 | 2009-11-25 | 喻瑞林 | 滚珠丝杠精度修复加工设备 |
CN108161009A (zh) * | 2018-02-02 | 2018-06-15 | 湖南大学 | 一种选区激光熔覆与磨削原位复合制造装置 |
CN110026860B (zh) * | 2019-05-22 | 2024-01-23 | 宁波中久东方光电技术有限公司 | 激光熔覆磨削复合机床 |
CN212044084U (zh) * | 2020-03-25 | 2020-12-01 | 山东高密高锻机械有限公司 | 一种高速激光熔覆加工机床 |
CN212470776U (zh) * | 2020-04-27 | 2021-02-05 | 苏州斯科勒自动化设备有限公司 | 一种用于滚珠丝杠滚道修复的精磨平台 |
CN112226756A (zh) * | 2020-08-04 | 2021-01-15 | 沈阳工业大学 | 一种基于激光熔覆的机床主轴再制造方法 |
CN113718246B (zh) * | 2021-09-09 | 2022-11-15 | 南通大学 | 一种可消除熔覆层界面的海工平台桩腿激光复合修复方法 |
CN216404538U (zh) * | 2021-11-05 | 2022-04-29 | 南通盛邦制辊有限公司 | 一种复合机器视觉和激光熔覆功能的用于电磁辊修复的机构 |
CN114703473A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-07-05 | 东莞理工学院 | 一种温度闭环控制的精密零件激光再制造加工工艺 |
-
2023
- 2023-04-27 CN CN202310464344.7A patent/CN116175081B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201792161U (zh) * | 2010-09-17 | 2011-04-13 | 唐山国丰钢铁有限公司 | 丝杠螺纹修复装置 |
CN103498149A (zh) * | 2013-09-05 | 2014-01-08 | 江苏翌煜能源科技发展有限公司 | 一种用于丝杠表面进行激光熔覆的方法 |
CN103464964A (zh) * | 2013-09-26 | 2013-12-25 | 常熟市淼泉压缩机配件有限公司 | 一种螺杆压缩机转子的修复工艺 |
JP2018167326A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-11-01 | 日本精工株式会社 | 肉盛装置、ねじ軸の製造方法、ねじ軸、及びねじ装置 |
WO2019052267A1 (zh) * | 2017-09-18 | 2019-03-21 | 清华大学 | 一种超声振动辅助螺旋铣磨螺纹方法 |
CN213560876U (zh) * | 2020-11-09 | 2021-06-29 | 天津天禹模具有限公司 | 一种汽车冲压模具修复系统 |
CN112458458A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-09 | 四川国鑫机械制造有限公司 | 一种传动轴轴颈激光熔覆修复方法 |
CN217253587U (zh) * | 2022-02-22 | 2022-08-23 | 山东省科学院激光研究所 | 一种列车轮对轮缘及踏面激光再制造修复系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
高速花键齿轮轴的激光熔覆修复研究;李凯等;装备制造技术(第01期);第15-18,23页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116175081A (zh) | 2023-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10576564B2 (en) | Combined gear cutting apparatus | |
US8512097B2 (en) | Polishing arrangement and method of polishing a workpiece surface | |
JP5260139B2 (ja) | 砥石接触感知方法およびその装置、ならびにホーニング加工方法およびホーニング盤 | |
TW202039155A (zh) | 用於當連續創成磨削時自動化製程監控方法 | |
CN1840273A (zh) | 电火花机床上锥度加工用电极的测量与调节方法及装置 | |
JP2010256341A (ja) | 刃先位置検出方法および刃先位置検出装置 | |
JP6497086B2 (ja) | 切削装置 | |
TWI689370B (zh) | 研磨輔助方法 | |
CN106363475B (zh) | 一种高效双端面磨床及其控制方法 | |
US5007204A (en) | Apparatus for shaping ingots into right circular cylindrical form | |
CN116175081B (zh) | 一种磨损丝杠修复装置及应用该装置的方法 | |
CN112571159B (zh) | 一种基于视觉检测的构件打磨方法及其打磨系统 | |
CN107471003B (zh) | 一种数控机床主轴内孔修磨装置及修磨方法 | |
US20140169863A1 (en) | Surface Contouring of a Weld Cap and Adjacent Base Metal Using Ultrasonic Impact Treatment | |
CN102725080B (zh) | 压痕加工方法、压痕加工工具及压力机 | |
KR102458134B1 (ko) | 선회 베어링 자동 연마방법 | |
CN111532064B (zh) | 一种铅笔削制装置 | |
CN113927145A (zh) | 一种点焊电极帽自动修磨系统及方法 | |
KR102457946B1 (ko) | 선회베어링 자동 연마 가공장치 | |
JP4403577B2 (ja) | 研削盤におけるワーク測定方法と、その装置 | |
KR20070065667A (ko) | 프로펠러의 그라인딩 작업시 발생되는 그라인딩 툴의가공부하 제어방법 | |
JP4813052B2 (ja) | 被加工物倣い用スタイラス | |
JP7536673B2 (ja) | 切削装置 | |
CN217531416U (zh) | 刀具、刀具安装结构及加工设备 | |
KR102034480B1 (ko) | 공작 기계 및 소성 가공 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |