CN200942410Y - 自动轴类校直机 - Google Patents

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Abstract

一种自动轴类校直机，由承载机架、加载系统、工件驱动系统、测量及数据处理系统、计算机处理控制系统组成，伺服电机通过减速系统与丝杠构成加载力传动副，工件驱动系统装置在工作台上，驱动电机通过齿轮组与驱动顶尖装置、光电编码器构成运动副，驱动顶尖装置尾部连接有推动气缸；测量系统的杠杆前端卡紧测量挺杆，杠杆后端设有复位弹簧和信号接收滑板及位移传感器，测量杆在复位弹簧作用下与工件紧密接触，位移传感器与计算机处理控制系统连接，接收工件的弯曲跳动数据分析处理，发出操作指令控制各执行系统对工件弯曲点加载校直。本装置实现了轴类零件热后弯曲变形的全自动校直，克服了传统人工校直精度不高，效率低下，品质不稳定等缺陷。

Description

自动轴类校直机
技术领域
本实用新型提供一种自动轴类校直机，能够实现轴类零件的全自动校直，用于在线加工设备，涉及到机床制造及热后加工工艺技术领域。
背景技术
在轴杆类零件的热后加工过程中，要经过一道校直工序，传统的校直方法有两种：一种是人工打表测量，采用人工捶击的方式进行校直，效率和精度都很低，劳动强度大且只能校直较细的工件。另一种方法是人工打表测量采用压力机由操作者控制压力机加载进行校直，这种方式可以校直较粗的工件，但是操作者要经过严格的培训才能上岗，操作者近距离实施对工件的加载校直，若工件在加载校直过程中断裂很可能导致操作者受伤。同样，这种方式也没有解决效率和精度低的问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种自动轴类校直机，实现轴杆类零件的全自动校直，操作简便，精度与效率兼顾，克服了传统校直方式的缺陷。
本实用新型的技术解决方案如下：由承载机架、加载机构、工件驱动机构、测量机构、计算机处理控制系统组成，其中，加载机构设在承载机架上部，伺服电机通过减速机构与滚珠丝杠构成加载力传动副，加载压头装置在滚珠丝杠的顶端；工作台设在承载机架的下部，其上固定有两根滑轨光轴，工件驱动机构中的定位支承装置、驱动顶尖装置通过光轴固定在工作台上，测量装置设在定位支承装置上，驱动电机、光电编码器通过联轴器串联在同一轴上，通过齿轮组分别与驱动顶尖装置、光电编码器构成运动副，驱动顶尖装置尾部连接有推动气缸，由气缸推进夹紧工件，驱动电机通过齿轮传递给工件做回转运动，由测量装置采集信号，同时将运动传递给光电编码器计算旋转圈数，测量完毕气缸后退，有加载系统开始修正。
在测量机构中，杠杆的心轴通过轴承与支架铰接构成杠杆测量机构，杠杆前端通过螺钉卡紧测量挺杆，杠杆后端设有复位弹簧和信号接收滑板及位移传感器，工件由驱动机构驱动旋转，测量杆在复位弹簧作用下与工件的时时接触，杠杆将测量得出的弯曲信号机械放大后由信号接受滑板传给传感器，传感器采用LVDT式位移传感器，检测信号先经专用驱动板变换放大后进行A/D转换。然后传感器与计算机通讯，运算并计算出修正量，由加载系统实施加载。
为了保证工件弯曲测量时基准的旋转精度和重复精度，脉冲编码器的作用是在位移传感器测量工件弯曲变形的同时，检测出相应的工件弯曲方向以便在正确方向停止工件实施校直修正。支承的作用是操作者安放工件时的初定位和工件修正部位以外部位的受力支承点，根据工件的具体情况不同可配置不同数量的支承点。当修正某一部位时，该部位下的支承自由活动，其它部位的支承做受力支承点。支承的前进(支承)和后退(松开)动作由可编程控制系统指令命令执行气缸动作来实现。当设置多个支承时，可以单动也可以联动，可根据工况需要自由选择或组合。
工件驱动机构驱动轴类工件旋转，测量机构将轴类零件的弯曲跳动数据传给计算机处理系统进行分析，计算机处理系统向plc控制系统发出操作指令，plc控制各个执行机构(加载系统和气动单元等)实现对轴类零件弯曲点的自动定位加载校直。运行结束后给出相应的声光指示。
本实用新型的积极效果在于：通过自动化、智能化的方法，实现了轴类零件热后弯曲变形的全自动校直，克服了传统人工校直精度不高，效率低下，品质不稳定，劳动强度大的缺陷。将工人从繁重的体力劳动中解脱出来，提高了校直精度和效率，保证了产品质量。适用于各种金属轴杆类零件生产加工企业的热后加工处理。是一种智能化自动化的生产设备。
附图说明
图1本实用新型整体结构图。
图2本实用新型整体结构侧视图。
图3本实用新型伺服控制及加载系统结构图。
图4本实用新型工件驱动系统结构图。
图5本实用新型测量系统结构图。
具体实施方式
根据图1、2所示，本实用新型由承载机架23(分C型和门型两种)，加载机构、工件驱动机构、测量机构、计算机处理控制系统组成，所述的主机承载框架C型校直机或门型校直机两种结构，工作台20上设有积木式定位和夹紧机构21；在伺服控制及加载系统中(参见图3)，伺服电机1为加载系统提供主动力源，伺服电机1通过两级同步带2、同步轮3、4与滚珠丝杠5连接，将力矩放大后传递给滚珠丝杠5完成回转运动到直线运动的转换，由压头6实现加载；气动控制单元由压力继电器、集装式电磁阀组，执行气缸及附件组成，气动控制单元提供了工件校直支承方式控制。在可编程控制系统的指令下，控制执行气缸动作正确完成。执行气缸采用微型差动缸，动作灵敏可靠，且每个执行气缸上都设有敏感开关，向可编程控制中心反馈信号，以便监视动作执行情况。
如图4所示，工作台20设在承载机架23的下部，其上固定有两根滑轨光轴22，工件驱动系统中的定位支承装置、驱动顶尖装置通过光轴22固定在工作台20上，工件驱动系统由定位支承装置7、驱动顶尖装置9、驱动电机10、光电编码器11以及气缸12组成，气缸12选用SMC汽缸作为轴向夹持驱动源，驱动电机10为四通步进电机作为旋转驱动源夹紧工件，工作一端通过齿轮传递给工件做回转运动，由测量装置8采集信号，另一端将运动传递给光电编码器11计算旋转圈数，测量完毕气缸12后退，有加载系统开始修正。采用端跳小于5微米的高精度回转顶尖作为测量基准，采用LVDT位移传感器作为跳动量检测传感器。
图5为测量系统，是由测量挺杆14、杠杆15、机架16、复位弹簧17、信号接受滑板18及位移传感器19组成。首先工件13有驱动系统驱动旋转，复位弹簧17很好的保证了测量杆14与工件13的时时接触，杠杆15将测量得出的弯曲信号机械放大后由信号接受滑板传给传感器19，传感器19采用LVDT式位移传感器。检测信号先经专用驱动板变换放大后进行A/D转换。然后传感器与计算机处理控制系统24连接，运算并计算出修正量，由加载系统实施加载。
为了保证工件弯曲测量时基准的旋转精度和重复精度，脉冲编码器11的作用是在位移传感器19测量工件弯曲变形的同时，检测出相应的工件弯曲方向以便在正确方向停止工件实施校直修正。支承7的作用是操作者安放工件时的初定位和工件修正部位以外部位的受力支承点，根据工件的具体情况不同可配置不同数量的支承点。当修正某一部位时，该部位下的支承自由活动，其它部位的支承做受力支承点。支承的前进(支承)和后退(松开)动作由可编程控制系统指令命令执行气缸动作来实现。当设置多个支承时，可以单动也可以联动，可根据工况需要自由选择或组合。
本实用新型的校直过程是一个带有反馈的闭环循环控制过程。当操作者将工件放在自动校直机上并按下自动启动按钮之后，校直机进入自动校直过程。先由PLC程序指令发出信号给气动系统单元，气缸12前进使顶尖9前进夹紧工件，然后驱动电机10接受指令开始驱动工件旋转，此时光电编码器11随工件一同旋转检测工件旋转的圈数及相位；同时常接触式的测量装置8测量工件的径向跳动，此径向跳动由杠杆机构15传递给位移传感器19，传感器19将径向跳动差值转化为电信号，并与脉冲式编码器11采集的相位数据同时传输给计算机数据采集系统，计算机根据程序公式给出修正量和停止角度等处理结果，并通过RS232接口传送给PLC，由PLC控制驱动电机10驱动顶尖9使工件的最大弯曲点方向竖直向上，然后PLC程序控制加载系统选择修正点，PLC控制伺服驱动器以驱动伺服电机1旋转，电机输出扭矩经过减速机构进行载荷放大后，在经过滚珠丝杠机构5将回转运动转化为直线运动推动加载压头6下降，压头6下压修正工件后完成一次校直循环。经再次数据测量判断，如果工件径跳达到要求则校直结束。若没达到要求则重复上面的循环，直至达到要求。

Claims (1)

1、一种自动轴类校直机，由承载机架、加载系统、工件驱动系统、测量系统、计算机处理控制系统组成，其特征在于：加载系统设在承载机架上部，伺服电机通过减速系统与滚珠丝杠构成加载力传动副，加载压头装置在滚珠丝杠的顶端；工作台设在承载机架的下部，其上固定有两根滑轨光轴，工件驱动系统中的定位支承装置、驱动顶尖装置通过光轴固定在工作台上，测量装置设在定位支承装置上，驱动电机、光电编码器通过联轴器串联在同一轴上，通过齿轮组分别与驱动顶尖装置、光电编码器构成运动副，驱动顶尖装置尾部连接有推动气缸；在测量系统中，杠杆的心轴通过轴承与支架铰接构成杠杆测量系统，杠杆前端通过螺钉卡紧测量挺杆，杠杆后端设有复位弹簧和信号接收滑板及位移传感器，测量杆在复位弹簧作用下与工件紧密接触，位移传感器的信号端与计算机处理控制系统连接。
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