CN201493355U - 自动薄壁管类校直机 - Google Patents

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张泳
刘伯坤
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Abstract

本实用新型涉及一种自动薄壁管类校直机,属于薄壁管类零件的全自动校直设备。承载框架上部固定连接压头驱动伺服电机,该电机通过带轮与滚珠丝杠转动连接,加载压头与该滚珠丝杠滑动连接,直线导轨与承载框架内部固定连接,伺服油缸与承载框架上部固定连接,加载压头上的滑块与直线导轨滑动连接,驱动回转中心体、1~11个测量装置、2~6个可动支承与承载框架上的工作台固定连接,从动回转中心体与承载框架上的工作台另一侧固定连接。本实用新型结构新颖,实现了薄壁管类零件冷拔后弯曲及圆度变形的全自动校直,提高了校直精度和效率,保证了产品质量。

Description

自动薄壁管类校直机
技术领域
[0001] 本实用新型属于薄壁管类零件的全自动校直设备。
背景技术
[0002] 在管类零件的冷拔后加工过程中,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,而且在锤击过程中,由于力度和锤击方式等原因,容易损伤工件表面,使工件报废造成极大损失。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。而且这种方法也存在第一种方法的缺陷,而且在压力机加载过程中,由于力度过大等原因,更容易损伤工件表面,使工件报废。以上这两种方式都没有解决效率和精度低的问题。
发明内容
[0003] 本实用新型提供一种自动薄壁管类校直机,以解决目前校直工序中存在的容易损伤工件表面、使工件报废、效率和精度低的问题。本实用新型采取的技术方案是:承载框架上部固定连接压头驱动伺服电机,该电机通过带轮与滚珠丝杠转动连接,加载压头与该滚珠丝杠滑动连接,直线导轨与承载框架内部固定连接,伺服油缸与承载框架上部固定连接,油管两端分别与伺服油缸和加载压头连接,加载压头上的滑块与直线导轨滑动连接,驱动回转中心体与承载框架上的工作台一侧固定连接,该驱动回转中心体前端转动连接顶针,该顶针前端固定连接工件装具,1〜11个测量装置与承载框架上的工作台固定连接,2〜6个可动支承与承载框架上的工作台固定连接,从动回转中心体与承载框架上的工作台另一侧固定连接。
[0004] 驱动回转中心体的结构是:驱动伺服电机与回转中心主体上部固定连接,减速器与驱动伺服电机连接,宽齿轮与减速器连接、并与回转中心主体上的窄齿轮啮合连接。[0005] 回转中心主体的结构是:高度调整座与底座固定连接,后支腿与立板固定连接,立板与高度调整座固定连接,芯轴上端与高硬度垫板固定连接,中部套有弹簧,摆臂与高硬度垫板固定连接,摆臂通过回转销轴与立板固定连接,气缸与立板固定连接,气缸通过肘接头与套筒连接,顶尖与套筒转动连接,窄齿轮与顶尖固定套接。
[0006] 测量装置的结构是:底座与工作台连接,支架与该底座固定连接,杠杆通过回转轴与支架转动连接,杠杆一端的测量挺杆固定连接非金属测头、另一端与位移传感器连接,该位移传感器与传感器托架固定连接,该传感器托架与支架固定连接。
[0007] 可动支承的结构是:气缸与气缸支架固定连接,楔块与气缸前端连接,底座芯轴支架固定连接,芯轴与芯轴支架滑动连接,楔块位于芯轴底部,芯轴顶部与可动支承块连接,非金属垫块与可动支承块固定连接。
[0008] 从动回转中心体的结构是:从动回转中心体底座与回转中心主体固定连接,立板与回转中心主体下部固定连接,编码器托架与轴承座固定连接,光电编码器与编码器托架固定连接,轴承座与立板固定连接,从动宽齿轮与其轴固定连接,该轴与轴承座上的轴承转动连接,光电编码器轴与该从动宽齿轮轴固定连接。
[0009] 本实用新型采用全伺服控制系统,如液压加载系统、加载系统移动、工件旋转均为伺服控制;多测量点:径跳测量点达ll个点;超长工件校直:工件长度3000mm以上;并可根据径跳跳动量折算成圆度进行圆度校正;更能有效的保证工件表面不被划、碰、挤伤,有效的提高精度及效率。
[0010] 本实用新型结构新颖,实现了薄壁管类零件冷拔后弯曲及圆度变形的全自动校直,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。适用于各种薄壁管类零件生产加工企业的冷拔后加工处理。是一种智能化自动化的生产设备。
附图说明
[0011] 图1是本实用新型结构示意图;
[0012] 图2是本实用新型驱动回转中心体结构示意图;
[0013] 图3是图2中回转中心主体的剖视图;
[0014] 图4是回转中心主体的局部剖视图;
[0015] 图5是本实用新型测量装置结构示意图;
[0016] 图6是本实用新型可动支承结构示意图;
[0017] 图7是本实用新型从动回转中心体结构示意图。
具体实施方式
[0018] 承载框架1上部固定连接压头驱动伺服电机2,该电机通过带轮与滚珠丝杠9转动连接,加载压头13与该滚珠丝杠滑动连接,直线导轨8与承载框架内部固定连接,伺服油缸12与承载框架上部固定连接,油管10两端分别与伺服油缸和加载压头13连接,加载压头上的滑块11与直线导轨滑动连接,驱动回转中心体3与承载框架上的工作台一侧固定连接,该驱动回转中心体前端转动连接顶针,该顶针前端固定连接工件装具5, 1〜11个测量装置4与承载框架上的工作台固定连接,2〜6个可动支承6与承载框架上的工作台固定连接,从动回转中心体7与承载框架上的工作台另一侧固定连接。
[0019] 驱动回转中心体的结构是:驱动伺服电机302与回转中心主体301上部固定连接,减速器303与驱动伺服电机连接,宽齿轮304与减速器连接、并与回转中心主体上的窄齿轮30114啮合连接。
[0020] 回转中心主体301的结构是:高度调整座30105与底座30106固定连接,后支腿30107与立板30108固定连接,立板与高度调整座固定连接,芯轴30103上端与高硬度垫板30102固定连接,中部套有弹簧30104,摆臂30101与高硬度垫板固定连接,摆臂通过回转销轴30109与立板固定连接,气缸30110与立板固定连接,气缸通过肘接头30111与套筒30112连接,顶尖30113与套筒转动连接,窄齿轮30114与顶尖固定套接。[0021] 测量装置4的结构是:底座405与工作台连接,支架404与该底座固定连接,杠杆401通过回转轴407与支架转动连接,杠杆一端的测量挺杆408固定连接非金属测头409、另一端与位移传感器402连接,该位移传感器与传感器托架403固定连接,该传感器托架与支架固定连接。
[0022] 可动支承6的结构是:气缸607与气缸支架606固定连接,楔块604与气缸前端连接,底座605芯轴支架608固定连接,芯轴603与芯轴支架滑动连接,楔块位于芯轴底部,芯轴顶部与可动支承块602连接,非金属垫块601与可动支承块固定连接。[0023] 从动回转中心体7的结构是:从动回转中心体底座706与回转中心主体705固定连接,立板707与回转中心主体下部固定连接,编码器托架703与轴承座702固定连接,光电编码器704与编码器托架固定连接,轴承座702与立板固定连接,从动宽齿轮701与其轴固定连接,该轴与轴承座上的轴承转动连接,光电编码器轴与该从动宽齿轮轴固定连接。[0024] 下面结合本实用新型的结构,说明本实用新型的工作原理。[0025] 1、工件驱动
[0026] 工件驱动系统由驱动顶尖装置、从动顶尖装置、工件旋转工装、可动支承组成。首先在薄壁管的两头安装工件旋转工装,然后把工件放置在定位可动支承上,这时安装在驱动顶尖装置和从动顶尖装置的气缸推动顶尖前进,牢固装夹工件。再由伺服电机及减速机通过齿轮传动带动顶尖旋转,进而带动工件旋转将将运动传递给安装在从动顶尖装置上的光电编码器计算旋转圈数,测量完毕后气缸后退与工件脱开。[0027] 2、径跳测量及数据采集
[0028] 径跳测量及数据采集是以杠杆测量放大装置为基础,高精度位移传感器采集数据为依据,数据传输至控制器处理,建立工件空间几何模型进行校直校正。首先工件旋转,由机械装置保证测量部分与工件紧密接触,通过杠杆放大高精度位移传感器测出跳动及圆度数值,然后与计算机通讯,运算并计算加载量,由加载系统实施加载。
[0029] 为了保证工件弯曲测量时基准的旋转精度和重复精度,光电编码器的作用是在高精度位移传感器测量工件的同时,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校正。可动支承的作用是操作者安放工件时的初定位和工件校直时的受力支承点,根据工件的具体情况不同可配置不同数量的支承点。当校直某一部位时,该部位下的支承落下,与工件脱离,其它部位的支承做受力支承点。支承的上升和下降动作由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。
[0030] 工件在校直校正过程中,测量及数据处理系统将工件的弯曲跳动及圆度数据传给计算机处理系统,计算机处理系统向控制系统发出指令,控制各个执行机构(液压加载系统、测量系统等)实现对工件弯曲上各点的自动定位加载校直。运行结束后给出相应的声光指示。
[0031] 3、液压加载
[0032] 液压加载系统由伺服阀组,伺服控制器,伺服油缸,伺服油源,伺服电机,直线导轨,精密滚珠丝杠等组成,伺服油源为加载系统提供主动力源,伺服电机为压头精确移动定位提供动力。伺服控制器在程序控制下对加载过程实现精确控制,首先伺服电机回转通过带动同步带论减速,将力矩放大后传递给精密滚珠丝杠,同时滚珠丝杠带动伺服油缸通过直线导轨导向实现液压加载系统移动,压头与加载系统连接,最后由压头完成校直校正。[0033] 4、直线度校直和圆度校正
[0034] 薄壁长管类工件的校直指标多为直线度要求。以前的这种长工件校直,最多只能
5布置5个测量点,测点间间距大,校直效率低,经常需要在检测后多次重新校直,无法满足生产需要。根据这点要求本校直机采用多测量点,如ll点的方法。通过多点测量的跳动变化量,完全模拟出工件的空间弯曲模型,并把这行空间模型根据弯曲情况的不同分类,通过全新的计算方法和校直方法优化组合,快速计算出各个空间弯曲间的影响,确定校直顺序,以最少的加载次数达到校直的目的。相对于薄壁长管类工件,由于管壁较薄,所以圆度达不到要求的情况较普遍。本校直机可根据检测跳动的变化量来测算圆度,并进行校正。检测时可通过工件上任意一点的跳动值与两端的基准测量点测量的数值进行对比,通过软件处理,得出该点的不圆度空间模型,并根据计算结果得出需要加载的方向及加载量,结合机械装置对圆度进行校正。通过对工件的直线度以及圆度的校正,保证了工件的直线度及不圆度,为下一步的加工及装配打下了良好的基础,降低了与之配合件的加工难度,节省了大量的人力物力。

Claims (6)

  1. 一种自动薄壁管类校直机,其特征在于:承载框架上部固定连接压头驱动伺服电机,该电机通过带轮与滚珠丝杠转动连接,加载压头与该滚珠丝杠滑动连接,直线导轨与承载框架内部固定连接,伺服油缸与承载框架上部固定连接,油管两端分别与伺服油缸和加载压头连接,加载压头上的滑块与直线导轨滑动连接,驱动回转中心体与承载框架上的工作台一侧固定连接,该驱动回转中心体前端转动连接顶针,该顶针前端固定连接工件装具,1~11个测量装置与承载框架上的工作台固定连接,2~6个可动支承与承载框架上的工作台固定连接,从动回转中心体与承载框架上的工作台另一侧固定连接。
  2. 2. 根据权利要求1所述的自动薄壁管类校直机,其特征在于:驱动回转中心体的结构 是:驱动伺服电机与回转中心主体上部固定连接,减速器与驱动伺服电机连接,宽齿轮与减 速器连接、并与回转中心主体上的窄齿轮啮合连接。
  3. 3. 根据权利要求2所述的自动薄壁管类校直机,其特征在于:回转中心主体的结构是: 高度调整座与底座固定连接,后支腿与立板固定连接,立板与高度调整座固定连接,芯轴上 端与高硬度垫板固定连接,中部套有弹簧,摆臂与高硬度垫板固定连接,摆臂通过回转销轴 与立板固定连接,气缸与立板固定连接,气缸通过肘接头与套筒连接,顶尖与套筒转动连 接,窄齿轮与顶尖固定套接。
  4. 4. 根据权利要求l所述的自动薄壁管类校直机,其特征在于:测量装置的结构是:底座 与工作台连接,支架与该底座固定连接,杠杆通过回转轴与支架转动连接,杠杆一端的测量 挺杆固定连接非金属测头、另一端与位移传感器连接,该位移传感器与传感器托架固定连 接,该传感器托架与支架固定连接。
  5. 5. 根据权利要求1所述的自动薄壁管类校直机,其特征在于:可动支承的结构是:气 缸与气缸支架固定连接,楔块与气缸前端连接,底座芯轴支架固定连接,芯轴与芯轴支架滑 动连接,楔块位于芯轴底部,芯轴顶部与可动支承块连接,非金属垫块与可动支承块固定连 接。
  6. 6. 根据权利要求1所述的自动薄壁管类校直机,其特征在于:从动回转中心体的结构 是:从动回转中心体底座与回转中心主体固定连接,立板与回转中心主体下部固定连接,编 码器托架与轴承座固定连接,光电编码器与编码器托架固定连接,轴承座与立板固定连接, 从动宽齿轮与其轴固定连接,该轴与轴承座上的轴承转动连接,光电编码器轴与该从动宽 齿轮轴固定连接。
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