CN207656204U - 一种过程可控的数字机电压装模块 - Google Patents
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Abstract
一种过程可控的数字机电压装模块，属于自动控制设备领域。技术要点是，伺服电机通过联轴器与行心齿轮连接，行星齿轮与丝杆连接，压机外壳包裹丝杆和芯筒，压机外壳通过连接件与行心齿轮连接，行星丝杠安装在芯筒内，滚珠轴承、滚柱轴承和滚珠轴承固定在行星丝杠上，芯筒与连接法兰通过螺栓连接，连接法兰上安装传感器，限位和零点装置安装在芯筒上。有益效果是:本实用新型的过程可控的数字机电压装模块具有精度高、压装过程可控可检测、压装效率高等优点；与固定数控压装系统相比，该模块具有好的通用性、移植性、和可组网等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制设备领域，尤其涉及一种过程可控的数字机电压装模块。
背景技术
现有机械制造过程中，存在许多需要压装的过程，如过盈装配、薄板成型、压铆等。随着工业4.0和生产流水线的发展，单点人工控制压装的方法已经不能满足现有生产节拍的需求。由于产品的多样化和定制化发展，单一设备需具备多种压装模式，才能满足生产线产品柔性要求。数控机电压装系统由于其压装过程可控、压装结果可检测可记录、压装高效等优点，在10T以内已经逐步替换原有机电伺服压装系统。配合最新的传感技术、控制技术和总线技术等，压装过程可控可编程的数控机电压装模块正成为智能工厂中伺服压机发展的一个重要方向。
传统电液伺服压装系统，通过伺服阀控制液压缸动作，完成压装过程。压装过程中力、速度等的控制以及压装过程的变化需要通过液压部分来实现。液压系统中会存在漏油等问题，虽然液压系统可以达到很高的压力，但是在10T以下的压装场合中，电液伺服压装使用不方便且节奏太慢。
现有厂家对单个工位具体的压装要求进行分析，研制电控伺服压机系统，通过伺服电机，带动减速机将压力通过丝杆往下传递。通过压力和位移传感器来监测压装过程。这种单工位固化压装程序的设备，结构笨重、初期投入大、且不具备移植性和改造困难。
实用新型内容
为了解决现有技术中液压系统中会存在漏油，在10T以下的压装场合中，电液伺服压装使用不方便且节奏太慢，结构笨重、初期投入大、且不具备移植性和改造困难的问题，本实用新型提供一种过程可控的数字机电压装模块，该模块具有精度高、压装过程可控可检测、压装效率高等优点；与固定数控压装系统相比，该模块具有好的通用性、移植性、和可组网等优点。
技术方案如下：
一种过程可控的数字机电压装模块，包括：伺服电机、高精度行星齿轮减速机构、连接件、行星丝杠、限位和零点装置、芯筒、连接法兰、传感器、压机外壳、丝杆、滚珠轴承Ⅰ、滚柱轴承、滚珠轴承Ⅱ和联轴器，所述伺服电机通过联轴器与高精度行星齿轮减速机构连接，所述高精度行星齿轮减速机构与丝杆连接，所述压机外壳包裹丝杆和芯筒，所述压机外壳通过连接件与高精度行星齿轮减速机构连接，所述行星丝杠安装在芯筒内，所述滚珠轴承Ⅰ、滚柱轴承和滚珠轴承Ⅱ固定在行星丝杠上，所述芯筒与连接法兰通过螺栓连接，所述连接法兰上安装传感器，所述限位和零点装置安装在所述芯筒上。
进一步的，所述丝杆为滚珠丝杆或行星丝杆。
进一步的，所述行星丝杠为滚珠丝杆或行星丝杆滑块。
进一步的，所述滚珠轴承Ⅰ、滚柱轴承和滚珠轴承Ⅱ通过螺母固定在行星丝杠上。
进一步的，所述传感器为高精度压电式传感器。
进一步的，还包括HMI人机交换界面、PLC控制器、压电传感器，所述HMI人机交换界面与所述PLC控制器连接，所述压电传感器设置在工件上，与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与伺服电机连接。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述的过程可控的数字机电压装模块具有精度高、压装过程可控可检测、压装效率高等优点；与固定数控压装系统相比，该模块具有好的通用性、移植性、和可组网等优点。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型实施例3连接示意图；
图中：1、伺服电机，2、高精度行星齿轮减速机构，3、连接件，4、行星丝杠，5、限位和零点装置，6、芯筒，7、连接法兰，8、传感器，9、压机外壳，10、丝杆，11、滚珠轴承Ⅰ，12、滚柱轴承，13、滚珠轴承Ⅱ，14、联轴器。
具体实施方式
下面结合附图1和2对过程可控的数字机电压装模块做进一步说明。
实施例1
一种过程可控的数字机电压装模块，包括：伺服电机1、高精度行星齿轮减速机构2、连接件3、行星丝杠4、限位和零点装置5、芯筒6、连接法兰7、传感器8、压机外壳9、丝杆10、滚珠轴承Ⅰ11、滚柱轴承12、滚珠轴承Ⅱ13和联轴器14，所述伺服电机1通过联轴器14与高精度行星齿轮减速机构2连接，所述高精度行星齿轮减速机构2与丝杆10连接，所述压机外壳9包裹丝杆10和芯筒6，所述压机外壳9通过连接件3与高精度行星齿轮减速机构2连接，所述行星丝杠4安装在芯筒6内，所述滚珠轴承Ⅰ11、滚柱轴承12和滚珠轴承Ⅱ13固定在行星丝杠4上，所述芯筒6与连接法兰7通过螺栓连接，所述连接法兰7上安装传感器8，所述限位和零点装置5安装在所述芯筒6上。
实施例2
一种过程可控的数字机电压装模块，包括：伺服电机1、行星齿轮2、连接件3、行星丝杠4、限位和零点装置5、芯筒6、连接法兰7、传感器8、压机外壳9、丝杆10、滚珠轴承Ⅰ11、滚柱轴承12、滚珠轴承Ⅱ13和联轴器14，所述伺服电机1通过联轴器14与行星齿轮2连接，所述行星齿轮2与丝杆10连接，所述压机外壳9包裹丝杆10和芯筒6，所述压机外壳9通过连接件3与行星齿轮2连接，所述行星丝杠4安装在芯筒6内，所述滚珠轴承Ⅰ11、滚柱轴承12和滚珠轴承Ⅱ13固定在行星丝杠4上，所述芯筒6与连接法兰7通过螺栓连接，所述连接法兰7上安装传感器8，所述限位和零点装置5安装在所述芯筒6上。
所述丝杆10为滚珠丝杆或行星丝杆，所述行星丝杠4为滚珠丝杆或行星丝杆滑块，所述滚珠轴承Ⅰ11、滚柱轴承12和滚珠轴承Ⅱ13通过螺母固定在行星丝杠4上，所述传感器8为高精度压电式传感器，还包括HMI人机交换界面、PLC控制器、压电传感器，所述HMI人机交换界面与所述PLC控制器连接，所述压电传感器设置在工件上，与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与伺服电机1连接。
实施例3
一种用于机械装配、薄板压装成型等过程使用的数控机电压装模块。该模块可以安装在工作台或流水生产线中，满足生产过程对于压装的需求。该模块由机械部分和电气柜组成。机械部分由伺服电机1（包含绝对编码器，可选配制动器）、行星齿轮减速器2、联轴器14、滚珠丝杆4（或行星丝杆）和高精度压电式传感器8等组成。电气柜中包含电机驱动功能、传感器信号采集与处理功能、控制功能、信息处理与储存功能、外部通讯功能等。
机械部分结构如下：
该数控机电压装系统中，1为带绝对编码器减速电机，可以通过调节电流控制输出扭矩，通过绝对编码器能够获得电机转动圈数和位置，从而计算出压机压头所在位置；2为高精度行星齿轮减速机构，可以有效降低压机轴转速从而提高扭矩；14为刚性联轴器，在有效缓冲电机与减速机冲击的同时，尽可能减少转动偏差，保证压头位置准确；3为连接件1，用于连接减速机和丝杠传动机构；13为滚珠轴承Ⅱ；4为滚珠丝杆或行星丝杆滑块；10为丝杆，该两部分用于将丝杆的旋转运动转化为滑块的移动；11为滚珠轴承Ⅰ；12为滚柱轴承，用于承受压机压装中反作用力；5为限位和零点装置，用于标定压机行程起始点；6为芯筒，与滑块接触，传递压机压力；9为压机外壳；7为连接法兰，用于压机与压装模具连接，法兰7中预留位置用于放置高精度压电式传感器8。
电气控制部分原理如下：
通过HMI对PLC进行压机模式、参数等设置。PLC根据每个过程中绝对编码器反馈的位置信息和压电传感器反馈的压力信息进行控制伺服驱动器，控制伺服电机转速和相关扭矩，实现对压装过程压力和位置的控制。
可以将PLC通过总线或以太网进行组网实现整个生产线甚至工厂层级的控制。
实施例4
数控压装模块涉及机械和电气控制两个方面；
机械部分中，伺服电机1通过联轴器14与行星齿轮2连接，其中伺服电机1自带绝对编码器，通过编码器和控制部分计算能够得出压机压头所在位置，联轴器14为刚性联轴器，在减少转到缓冲的同时，能够减少压机压头位置偏差，行星齿轮2，能够有效减低电机输入转速，提高输出扭矩；
行星齿轮2与滚珠丝杆或行星丝杆10直接连接，从而将行心齿轮的转动转化为丝杠上面滑块4沿压机轴向的移动；将扭矩转化成滑块4推动芯筒6的推力。
9为压机外壳，其包裹丝杆10、芯筒6等部件，起到防尘防水的作用，压机外壳9通过连接件3与行星齿轮2连接；滚珠丝杆或行心丝杆10与套筒连接前后都采用轴承，其中13和11为滚珠轴承，有效减少旋转中产生的阻力扭矩；12为滚柱轴承，用于承受压装过程的反向作用力；
整个数字机电压装模块中设置限位和零点装置5，用于确定压机位移计算起始点和防止压机运动超位，损坏；
芯套6与连接法兰7通过螺栓连接，连接法兰7接口可以加工用于适应压机端部各种磨具，连接法兰7中留有位置，用于安装高精度压电式传感器8；
所涉及的机械部分已经被紧凑化加工组装和模块化，对不同的压力和位移要求，可以选用模块化结构进行拼装；
该压机电气控制部分原理图包含HMI人机交换界面、PLC控制器、压电传感器等；操作者可以通过HMI人机交换界面输入压装参数和压装模式。PLC根据绝对编码器反馈信号、压电传感器反馈信号和所在模式，自动进行压装。
PLC能够记录每个件的压装过程参数，并将其通过以太网或总线结构与其他系统进行交互，实现整个生产线或者工厂层级的控制。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种过程可控的数字机电压装模块，其特征在于，包括：伺服电机（1）、高精度行星齿轮减速机构（2）、连接件（3）、行星丝杠（4）、限位和零点装置（5）、芯筒（6）、连接法兰（7）、传感器（8）、压机外壳（9）、丝杆（10）、滚珠轴承Ⅰ（11）、滚柱轴承（12）、滚珠轴承Ⅱ（13）和联轴器（14），所述伺服电机（1）通过联轴器（14）与高精度行星齿轮减速机构（2）连接，所述高精度行星齿轮减速机构（2）与丝杆（10）连接，所述压机外壳（9）包裹丝杆（10）和芯筒（6），所述压机外壳（9）通过连接件（3）与高精度行星齿轮减速机构（2）连接，所述行星丝杠（4）安装在芯筒（6）内，所述滚珠轴承Ⅰ（11）、滚柱轴承（12）和滚珠轴承Ⅱ（13）固定在行星丝杠（4）上，所述芯筒（6）与连接法兰（7）通过螺栓连接，所述连接法兰（7）上安装传感器（8），所述限位和零点装置（5）安装在所述芯筒（6）上。
2.如权利要求1所述的过程可控的数字机电压装模块，其特征在于，所述丝杆（10）为滚珠丝杆或行星丝杆。
3.如权利要求1所述的过程可控的数字机电压装模块，其特征在于，所述行星丝杠（4）为滚珠丝杆或行星丝杆滑块。
4.如权利要求1所述的过程可控的数字机电压装模块，其特征在于，所述滚珠轴承Ⅰ（11）、滚柱轴承（12）和滚珠轴承Ⅱ（13）通过螺母固定在行星丝杠（4）上。
5.如权利要求1所述的过程可控的数字机电压装模块，其特征在于，所述传感器（8）为高精度压电式传感器。
6.如权利要求1所述的过程可控的数字机电压装模块，其特征在于，还包括HMI人机交换界面、PLC控制器、压电传感器，所述HMI人机交换界面与所述PLC控制器连接，所述压电传感器设置在工件上，与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器与伺服电机（1）连接。
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| CN201720983139.1U CN207656204U (zh) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 一种过程可控的数字机电压装模块 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109352310A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-02-19 | 长沙锐博特科技有限公司 | 鼓风机压装设备的叶轮压装头 |
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