CN205587674U - 轴自动定位深孔盲孔加工技术 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种轴自动定位深孔盲孔加工技术，当机床初步吊装固定于被加工深孔盲孔零件后，机床主轴能自动位置检测，调整和修正轴线偏差，自动紧固和定位.采用位移传感器扫描检测深孔盲孔表面、采集数据、分析和计算深孔盲孔理想轴线位置，判断机床主轴轴线位置与理想位置的偏差；设计可径向进给、轴向进给、旋转运动的机构；设计球面轴承支撑、底部轴承支撑以及四轴联动调整控制机构实现主轴位置自动调整、定位。可应用于水电站、核电站、舰艇、船舶，采矿等领域的大型机床装备和零部件的安装、使用、调试、维护、加工、修理、检测等作业，也可扩展应用于一般孔类零件加工及和各种操作过程中的主轴自动定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轴自动定位深孔盲孔加工技术，当机床初步吊装固定于被加工深孔盲孔零件后，机床主轴能自动位置检测，调整和修正轴线偏差，自动紧固和定位。可应用于水电站、核电站、舰艇、船舶，采矿等领域的大型机床装备和零部件的安装、使用、调试、维护、加工、修理、检测等作业，也可扩展应用于一般孔类零件加工及和各种操作过程中的主轴自动定位。
背景技术
深孔盲孔零部件的安装、使用、调试、维护、加工、修理、检测等作业，经常遇到，在一些采用传统的处理方法，如采用大型机械或者制作专机，或者将零件拆卸后运输至制造厂商或指定操作地点进行操作，有时会困难重重，或者会造成加工周期长、成本昂贵、操作处理后涉及到零部件的现场重新安装也不容易保证安装精度，造成工程费时、费力、费财、协调困难。例如，大型水电站、核电站、舰艇、船舶，采矿等领域所涉及的一些大型装备和零部件，它们的检测、加工、修复等工程问题就经常需要解决。为了适应社会发展的需求，人们发展了现场加工技术，即直接在被加工零件上安装操作加工机床，完成加工任务。但现场加工的关键技术和核心问题之一是，机床安装定位后主轴轴线位置与设备运行的轴线一致。采用传统的人工处理方法，费时、费力，直接影响后续工程的进展和正确操作、加工质量.对于深孔盲孔零部件，有时施工时，还会遇到操作人员无法进入内部进行安装、调试、操作和控制，需要能够全自动安装、检测、自动操作和加工等功能的装备与技术.因此，轴自动定位深孔盲孔加工技术，成为尽快、便利、高效、优质实施作业的关键。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种能够在现场加工条件下，将加工机床正确安装在被加工孔零件上，机床主轴能自动位置检测，调整和修正轴线偏差，自动紧固和定位。
发明内容一是设计能自动检测、调整、定位机床主轴轴线位置的技术方法和机床构成；
发明内容二是机床主轴的基准轴线确立方法；机床主轴位置的检测和误差判断，以及相应的检测技术手段、措施；
发明内容三是扫描检测技术和扫描机构；
发明内容四是设计机床主轴在一定空间范围可旋转、调节的轴线位置调整、定位控制方法；
发明内容五是机床主轴自动调整定位机构设计；
发明内容六是适应深孔盲孔的机床主轴位置自动调整和定位机构设计；
所实施的一种轴自动定位深孔盲孔加工技术如下，如图1所示.发明内容一，轴自动定位深孔盲孔加工机床由主轴箱(2)、主轴电机及减速器(9)、镗杆总成(15)、轴向驱动机构(1)、平面刀架(4)、主轴进给刀架(5)、数控径向刀架(14)、激光位移传感器(6)、摄像头(12)、照明(13)、集电环(7)，自动卷线器(8)，顶部球面轴承支撑(10)、顶部径向调整油缸(11)、底部轴承支撑(16)、伺服油缸(17)、液压驱动机构(18)等组成，初步吊装固定机床后，机床主轴能自动位置检测，调整和修正轴线偏差，自动紧固和定位。发明内容二，机床主轴的基准轴线确立方法，是通过位移传感器扫描检测深孔盲孔表面实现的：对深孔盲孔表面进行扫描检测、采集数据，分析和计算深孔盲孔的理想轴线位置，以及计算当前机床主轴轴线位置与理想位置的偏差。发明内容三扫描检测技术和扫描机构，是将激光位移传感器(6)安装于主轴进给刀架(5)上，由主轴进给刀架在轴向驱动机构控制下进行轴向进给运动，又由于主轴进给刀架是通过滑套安装在镗杆总成(15)轴上，可由主轴旋转产生旋转运动，由轴向进给运动和主轴旋转运动，位移传感器可以沿被加工内孔表面扫描检测。发明内容四，设计机床主轴在一定空间范围可旋转、调节的轴线位置调整、定位方法，是在主轴两端分别设置顶部球面轴承支撑(10)、顶部径向调整油缸(11)以及底部轴承支撑(16)、伺服油缸(17)等机构，根据检测获得的当前主轴轴线与理想位置的偏差，通过顶部径向调整油缸的液压机构驱动，顶部球面轴承支撑产生位移；通过底部伺服油缸的液压机构驱动，底部轴承支撑产生位移；从而使主轴在 一定空间范围产生位移和偏转，实现加工轴线自动调节、控制.发明内容五，主轴自动调整定位机构，由顶部球面轴承支撑(10)、底部轴承支撑(16)组合构成，其中顶部球面轴承支撑和底部轴承支撑，采用球面轴承，球面轴承由内锥套、外锥套、主轴轴承、锁紧螺钉、锁紧压板、球面轴承内环、球面轴承外环组成，内外锥套在外力作用下与镗杆抱紧，固定镗杆。发明内容六，适应深孔盲孔的机床主轴位置自动调整和定位机构，是在顶部球面轴承支撑(10)和底部轴承支撑(16)采用四轴联动调整与控制机构，根据实际要求，驱动支撑座产生相应方向位移，使机床主轴在深孔盲孔进行位置调节、修正，无需人工介入，驱动上、下两个四轴联动调整控制机构也可修正底部主轴位置.
附图说明
图1轴自动定位深孔盲孔加工技术示意图
(1)轴向驱动机构 (2)主轴箱 (3)架板 (4)平面刀架
(5)主轴进给刀架 (6)激光位移传感器 (7)集电环 (8)自动卷线器
(9)主轴电机及减速器 (10)顶部球面轴承支撑 (11)顶部径向调整油缸 (12)摄像头
(13)照明 (14)数控径向刀架 (15)镗杆总成 (16)底部轴承支撑
(17)伺服油缸 (18)液压驱动机构
具体实施方式
如图1所示，首先将机床初步吊装并固定于被加工零件孔内，使机床加工主轴与被加工孔轴线大体一致并固定。
然后确立基准轴线。机床主轴的基准轴线确立方法，是通过位移传感器扫描检测深孔盲孔表面实现的：对深孔盲孔表面进行扫描检测、采集数据，分析和计算深孔盲孔的理想轴线位置，以及计算当前机床主轴轴线位置与理想位置的偏差。
基准轴线确定后，进行加工机床主轴位置自动检测.以图1所示的方法为例，采用激光位移传感器(6)对深孔盲孔表面位置检测进行扫描检测，首先可通过数控径向刀架(14)适当调整激光位移传感器(6)的径向位置；其次，利用镗杆总成(15)的主轴旋转运动和主轴进给刀架(5)的轴向进给运动，对被加工内孔表面扫描检测、采集数据；然后，对深孔盲孔表面采集数据进行分析和计算，获得深孔盲孔理想轴线位置，计算当前机床主轴轴线位置与理想位置的偏差。
获得机床主轴与理想位置偏差大小和方向后，实施主轴位置自动调整、定位。进行初步调整：对于深孔盲孔操作加工，首先判断主轴底部位置是否正确，若存在偏差，驱动底部轴承支撑(16)的四轴联动调整控制机构，修正偏差；然后判断主轴顶部位置是否正确，若存在偏差，驱动顶部球面轴承支撑(10)的四轴联动调整控制机构，修正偏差.完成后，根据需要，进行机床主轴位置的再次自动检测和判断。
机床主轴自动检测、调节、定位完成后，可实施零部件的调试、维护、加工、修理、检测等作业。
Claims (8)
1.一种轴自动定位深孔盲孔加工技术，其特征在于机床由主轴箱、主轴电机及减速器、镗杆总成、轴向驱动机构、平面刀架、主轴进给刀架、数控径向刀架、激光位移传感器、摄像头、照明、集电环，自动卷线器，顶部球面轴承支撑、顶部径向调整油缸、底部轴承支撑、伺服油缸、液压驱动机构等组成，初步吊装固定机床后，机床主轴能自动位置检测，调整和修正轴线偏差，自动紧固和定位。
2.根据权利要求1所述的轴自动定位深孔盲孔加工技术，其特征是主轴进给刀架上安装有激光位移传感器，主轴进给刀架在轴向驱动机构控制下可以产生轴向进给运动，同时，主轴进给刀架是通过滑套安装在镗杆总成轴上，可产生主轴旋转运动，由轴向进给运动和主轴旋转运动，位移传感器可以沿被加工内孔表面扫描检测。
3.根据权利要求1所述的轴自动定位深孔盲孔加工技术，其特征是激光位移传感器也可以采用表面位置检测的其他位移传感器。
4.根据权利要求1所述的轴自动定位深孔盲孔加工技术，其特征是机床主轴的位置检测是通过位移传感器扫描检测深孔盲孔表面实现的：对深孔盲孔表面进行扫描检测、采集数据，分析和计算深孔盲孔的理想轴线位置，以及计算当前机床主轴轴线位置与理想位置的偏差。
5.根据权利要求1所述的轴自动定位深孔盲孔加工技术，其特征是机床主轴的轴线位置是可自动调整和定位的：根据机床主轴位置检测获得的当前主轴轴线与理想位置的偏差，通过顶部径向调整油缸的液压机构驱动，顶部球面轴承支撑产生位移；通过底部伺服油缸的液压机构驱动，底部轴承支撑产生位移；从而使主轴在一定空间范围产生位移和偏转，实现加工轴线自动调节、控制。
6.根据权利要求5所述的轴自动定位深孔盲孔加工技术，其特征是所采用顶部球面轴承支撑其球面轴承由内锥套、外锥套、主轴轴承、锁紧螺钉、锁紧压板、球面轴承内环、球面轴承外环组成，内外锥套在外力作用下与镗杆抱紧，固定镗杆；球面轴承的应用能够允许镗杆与架板之间发生角向位移，在调正镗杆位置后，锁紧锁紧螺钉，固定镗杆位置。
7.根据权利要求5所述的轴自动定位深孔盲孔加工技术，其特征是底部球面轴承支撑采用四轴联动调整与控制机构驱动控制，当机床初步安装完成后，机床主轴在深孔盲孔底部的位置调节、修正，无需人工介入，驱动上、下两个四轴联动调整控制机构可修正底部主轴位置。
8.根据权利要求1所述的轴自动定位深孔盲孔加工技术，其特征是机床安装有摄像头、照明和相应的监控装置，可以监控深孔盲孔的操作加工过程、可以扫描检测内孔表面质量。
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| CN105057712A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-11-18 | 佛山新成洪鼎机械技术有限公司 | 轴自动定位深孔盲孔加工技术 |
| CN116237818A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-06-09 | 广东中海万泰技术有限公司 | 一种深孔加工的偏移量测量方法 |
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| CN105057712B (zh) * | 2015-08-24 | 2019-04-23 | 佛山新成洪鼎机械技术有限公司 | 轴自动定位深孔盲孔加工机床 |
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