方榮精機(jī)工業(yè)有限公司矯直機(jī)生產(chǎn)廠家,矯直機(jī)又稱(chēng)：調(diào)直機(jī)，矯正機(jī)，校直機(jī)等，今天為朋友分享自動(dòng)矯直機(jī)的工作原理

1 自動(dòng)矯直機(jī)的工作原理

本論文設(shè)計(jì)的自動(dòng)矯直機(jī)采用壓點(diǎn)式矯直原理，由左右兩個(gè)V型塊作為支點(diǎn)，加載機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)壓頭對(duì)待矯軸進(jìn)行加壓，使待矯軸發(fā)生彈塑性變形消除待矯軸的彎曲變形而實(shí)現(xiàn)矯直。

圖3-1矯直原理示意圖

1.工件主動(dòng)驅(qū)動(dòng)支撐組件2. 支架3. v型塊及導(dǎo)軌4. 數(shù)字千分表5.待矯軸

6.液壓沖頭7.可動(dòng)支承8.從動(dòng)回轉(zhuǎn)及支承組件9.工作臺(tái)

當(dāng)待矯軸放入V型塊后，氣缸運(yùn)動(dòng)推動(dòng)從動(dòng)回轉(zhuǎn)中心將待矯軸頂緊，然后由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)待矯軸轉(zhuǎn)動(dòng)，每旋轉(zhuǎn)一個(gè)分度，數(shù)字千分表檢測(cè)待矯軸該位置的跳動(dòng)度并通過(guò)RS-232串行總線(xiàn)傳送給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)對(duì)待矯軸進(jìn)行試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，96%以上的待矯軸的為弓型變形，只需在待矯軸上找出合適的位置實(shí)施單點(diǎn)矯直即可達(dá)到要求。

2 矯直機(jī)工件的定位與檢測(cè)元件設(shè)計(jì)

工件的準(zhǔn)確定位與檢測(cè)是保證矯直機(jī)精度的基礎(chǔ)。主動(dòng)回轉(zhuǎn)中心和從動(dòng)回轉(zhuǎn)中心為安裝有精密軸承的頂針構(gòu)成。當(dāng)待矯軸放入V型塊后，氣缸推動(dòng)從動(dòng)回轉(zhuǎn)中心使主、從回轉(zhuǎn)中心的頂針將待矯軸夾持并頂緊。步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)通過(guò)主動(dòng)回轉(zhuǎn)中心帶動(dòng)待矯軸一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，數(shù)字千分表檢測(cè)出跳動(dòng)度值，并由步進(jìn)電機(jī)步數(shù)記錄相應(yīng)的相位，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷待矯軸的最大彎曲量及其位置。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)測(cè)量時(shí)，主、從回轉(zhuǎn)中心的軸線(xiàn)為測(cè)量基準(zhǔn)，頂針和工件一起旋轉(zhuǎn)，數(shù)字千分表所檢測(cè)的工件表面跳動(dòng)度值是相對(duì)于工件兩端頂針孔連線(xiàn)的跳動(dòng)量，因此對(duì)頂針的旋轉(zhuǎn)跳動(dòng)精度要求很高，這樣才能保證測(cè)量的重復(fù)精度。

本文對(duì)待矯軸跳動(dòng)度的測(cè)量，沒(méi)有采用位移傳感器和角度傳感器組合的方式，生產(chǎn)的電子數(shù)顯千分表(下文稱(chēng)“數(shù)字千分表”)進(jìn)行檢測(cè)，如圖3-2所示，其量程為0—12mm，分辨率為0.001mm 。

3-2數(shù)字表分表

與傳統(tǒng)的位移傳感器和角度傳感器組合的測(cè)量方式相比，采用數(shù)字千分表大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理過(guò)程，單片機(jī)的串口通過(guò)RS-232總線(xiàn)直接與數(shù)字千分表進(jìn)行通信，讀取數(shù)字千分表采樣的跳動(dòng)度數(shù)據(jù)，千分表完成數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換處理，而且數(shù)字千分表精度可達(dá)0.001 mm，完全能夠滿(mǎn)足檢測(cè)條件。

加載過(guò)程中，矯直行程采用千分表進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，方榮精機(jī)工業(yè)有限公司根據(jù)千分表當(dāng)前檢測(cè)的跳動(dòng)度值和初始值的差作為矯直行程。與傳統(tǒng)的通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)元件運(yùn)動(dòng)而控制行程的方式相比，通過(guò)千分表數(shù)據(jù)變化實(shí)時(shí)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)而控制矯直行程的方法有效地避免了由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)引起的誤差。

為了增大矯直機(jī)的矯直范圍，使矯直機(jī)在一定范圍內(nèi)能滿(mǎn)足不同規(guī)格的待矯軸的矯直要求，設(shè)計(jì)過(guò)程中將v型塊設(shè)計(jì)成易于更換的模塊，針對(duì)不同規(guī)格的待矯軸設(shè)計(jì)不同規(guī)格的v型塊;v型塊支座和千分表支座的位置可以根據(jù)需要在底板上沿待矯軸的方向進(jìn)行調(diào)整，以滿(mǎn)足不同長(zhǎng)度的軸的矯直。

表3－1  MS-1型稱(chēng)重傳感器及主要技術(shù)參數(shù)

 量程((kg)2.5×103

靈敏度(mV/V)2.00±0.01

輸入電阻(Ω)385±10

輸出電阻(Ω)350±3

供橋電壓(V)10

在兩個(gè)V型塊支座下方分別安裝一個(gè)稱(chēng)重力傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)施加在待矯軸上的載荷的檢測(cè)。重傳感器，主要技術(shù)參數(shù)如表3－1所示。該傳感器采用鋼制“S”型結(jié)構(gòu)，具有輸出特性好、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。

3 矯直機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)元件的選擇

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€(xiàn)位移的控制元件。在非超載(或稱(chēng)非失步)的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。由于步進(jìn)電機(jī)具有體積小、力矩大、低速平穩(wěn)高速性好且易于控制等特點(diǎn)，因此步進(jìn)電機(jī)在速度、位置等控制領(lǐng)域使用非常普遍。

滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)以滾珠作為滾動(dòng)媒介的滾動(dòng)螺旋傳動(dòng)體系。滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)效率高達(dá)90%-98%，為傳統(tǒng)的滑動(dòng)絲杠系統(tǒng)的2～4倍，且能以較小的扭矩得到較大的推力，亦可由直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(運(yùn)動(dòng)可逆)。滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)為點(diǎn)接觸滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動(dòng)時(shí)無(wú)顫動(dòng)、低速時(shí)無(wú)爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。此外滾珠絲杠還具有高精度、高耐用性、同步性好、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。采用滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)作為傳動(dòng)體系是非常理想的選擇。

本設(shè)計(jì)中選用的滾珠絲杠為：公稱(chēng)直徑為25mm;導(dǎo)程6mm。根據(jù)絲杠理論容許軸向載荷計(jì)算公式

                         （3-1）

其中：Fk—絲杠理論容許軸向載荷(N);

d2—絲杠螺紋底徑(mm)本設(shè)計(jì)中選用的絲杠d2=23mm;

 —支承系數(shù)，本系統(tǒng)絲杠采用固定一自由的安裝方式， -2.6;

  —軸承與螺母間的距離(mm),  =32mm;

由以上參數(shù)計(jì)算得Fk=266×104N, 為了使用的安全性，絲杠工作容許軸向載荷應(yīng)為絲杠理論容許軸向載荷的50%,則絲杠工作容許軸向載荷 ,因此所采用的絲杠能滿(mǎn)足矯直要求。

4 液壓矯直機(jī)的工作過(guò)程

當(dāng)被矯直軸類(lèi)零件上臺(tái)以后，矯直機(jī)啟動(dòng)矯直過(guò)程。先由傳感器檢測(cè)出軸類(lèi)零件的彎曲情況，檢測(cè)數(shù)據(jù)交由控制系統(tǒng)加工處理，然后由控制系統(tǒng)控制各電機(jī)的動(dòng)作，完成矯直過(guò)程。即先由電機(jī)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)輪使零件的最大彎曲處豎直向上，再由電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)小車(chē)將壓頭移到零件最大彎曲處，然后壓頭壓下完成第一次矯直過(guò)程。完成第一次矯直過(guò)程后，進(jìn)行檢測(cè)。如果檢測(cè)結(jié)果顯示軸類(lèi)零件的彎曲情況在允許范圍內(nèi)，停機(jī)，完成本次矯直工作；如果檢測(cè)結(jié)果顯示矯直后的軸類(lèi)零件不合格，則重復(fù)以上的矯直工作，直到軸類(lèi)零件的彎曲在允許范圍內(nèi)。液壓矯直機(jī)的工作過(guò)程可用框圖4-1表示。

圖4-1液壓矯直機(jī)工作過(guò)程框圖

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