专利名称：单轴数控切片机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种切片机，尤其涉及数控切片机技术领域。
随着音像半导体技术发展，人们对切割钕铁硼、半导体单晶、水晶以及陶瓷、玻璃等脆硬材料要求精度愈高，自动化程度也要求愈高、如专利号为95221219.6的中国专利＂人参鹿茸超薄切片机＂，其切片厚度在0.1-3毫米范围内调整，所以切片精度尚不高，而且自动程度也不高，需要用手调整切片厚度。如专利号为90223140.5的中国专利＂切纸机可编程自动控制装置＂，其优点是采用位移量转变为脉冲数的高精度检测器件——光电编码器，有利于准确定位的双速交流电机和定位电磁离合器以及计算机程控技术，其缺点是结构相对复杂，需要采用电磁离合器等。
本实用新型的目的在于提供一种切片精度高、自动化程度也高的单轴数控切片机。
本实用新型的技术方案是这样实现的其包括罩壳、刀头部件、工作台、主轴进给装置和数控系统，其特别在于所述的主轴进给装置为步进电机通过无间隙传动齿轮组带动一高精度0级丝杆，丝杆与纵向工作台的连接螺母中采用副螺母来调整消除间隙。
上述的齿轮组为步进电机齿轮啮合丝杆双片齿轮构成；上述的数控系统基本上由数值设定电路、可编计数器、脉冲控制电源电路、环形分配器、前置放大器、功放电路和步进电机电路组成，数值设定电路设定数值后，经可编计数器处理，输入至脉冲控制电源电路，脉冲控制电源电路输出快或慢或停止信号至环形分配器，然后再依次经前置放大器、功放电路来驱动步进电机电路。上述的数控系统中脉冲控制电源电路还有一股信号输入至加法计数器，计数后经7段译码器，然后送至数码显示器显示。
上述的脉冲控制电源电路包括RS触发器、单稳触发器和脉冲发生器，单稳触发器和脉冲发生器信号经一个或非门后，再和RS触发器输出端接另一个或非门输入端，该或非门输出二股信号，分别接环形分配器和可编计数器输入端。上述的脉冲发生器为NE555时基电路和RC连接产生矩形脉冲并且其振荡频率通过电阻可调的脉冲发生器。
图1.单轴数控切片机的整体结构图；图2.单轴数控切片机的主轴进给装置结构图；图3.单轴数控切片机的数控系统电路方框图；图4.单轴数控切片机的电路图；图5.单轴数控切片机的电路图。
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步描述。
如图1-5所示，该切片机包括罩壳、刀头部件、工作台、主轴进给装置和数控系统，该主轴进给装置为一个步进电机(7)通过齿轮(8)啮合丝杆(4)的双片齿轮(6)带动一高精度0级丝杆，丝杆(4)与纵向工作台(2)的连接螺母(3)中采用副螺母(5)来调整消除间隙。丝杆与工作台支承连接采用轴承(9)，其轴承(9)传动间隙用锁紧螺母(10)来消除。其中丝杆(4)为1mm三角螺纹0级丝杆，步进电机与丝杆齿数的齿数比为24/100，每一个脉冲使步进电机所转的角度比15°/360°，这样步进电机单个脉冲时，纵向工作台(2)的移动量为S＝1×24/100×1.5°/360°＝0.001(mm)＝1(um)所以其设计数值最小当量为1um，精度相当高。而且采取一些消除传动中间隙误差手段，纵向工作台(2)采用封闭式滚动导轨确定移位精度和提高抗震能力，刀头主轴轴向采用前端限位、后端保持自由度，从而消除温度引起主轴长度变化的影响。数控系统基本上由数值设定电路(A)、可编计数器(B)、脉冲控制电源电路(C)、环形分配器(D)、前置放大器(E)、功放电路(F)和步进电机电路(G)组成。数值设定电路(A)经拨盘设定数值后，转换成电信号送至可编计数器(B)处理，再输入至脉冲控制电源电路(C)，然后其输出快或慢脉冲信号或停止信号至环形分配器(D)，再依次经前置放大器(E)、功放电路(F)来驱动步进电机电路(G)。该数控系统中脉冲控制电源电路(C)还有一股信号输入至加法计数器(H)，计数后经7段译码器(I)，送至数码显示器(J)显示。该脉冲控制电源电路(C)包括RS触发器、单稳触发器和NE555时基电路和RC连接产生矩形脉冲并且其振荡频率通过电阻可调的脉冲发生器。单稳触发器和脉冲发生器信号经一个或非门后，再和RS触发器输出端接另一个或非门输入端，该或非门输出二股信号，分别接环形分配器(D)和可编计数器输入端。其数控过程原理如下，首先按复位键AQ2置可编计数器(B)的CD4522R端和显示板上加法计数器(H)的CD4518R端置零，使数控全机处于零状态。用数值设定电路(A)中拨盘设置可编计数器(B)予置数值，数值最小当量为1um，按下进给按键AQ3使步进电机锁定且和数控同步。按下执行键AQ1即图示中AQ1-1和AQ1-2键，单稳触发器输出置＂1＂锁定脉冲信号输出，切片机移位时，需再按一下带锁定的执行键AQ1，单稳触发器输出置＂0＂，RS触发器输出置＂0＂，这样NE555振荡器经或非门有脉冲信号输出，一股信号去驱动步进电机电路(G)，另一股信号去可编计数器(B)CL端和显示板上加法计数器(H)EN端进行计数。当计数到予置设定移位数值时，可编计数器(B)置或非门输入端＂1＂禁止脉冲信号输出，同时显示板上加法计数器(H)无脉冲输入，显示计数同时结束。如需要重复加工，只要按下带锁定的执行按键AQ1，再按一下执行按键，数控切片机重复移位，显示器显示累加数值，同时脉冲信号输入步进电机环形分配器(D)的CH250专用芯片后，其即按三相六拍或双三拍脉冲经GD74LS04倒相器、达林顿驱动器ULN2003前置放大电路(E)后，再经功放大功率管3DD207功放电路(F)驱动步进电机电路(G)。本数控系统中所采用集成块型号为U1、U2为NE555型，U3为TC4001型，U4、U5、U6、U7为CD4522R型，U8为MC14555型，U9为CH250型，U10为GD74LS04型，U11为ULN2003型，U13-1、U13-2为CD4518型，U14-1、U14-2为CD4518型，U15、U16、U17、U18为CD4511型。
其切片机整个工作过程基本如下设置数值即切片厚度，也可调节脉冲的频率控制丝杆(4)和步进电机(7)转动速度，达到刀头到位速度目的，刀头金刚石刀具高速旋转，横向工作台(1)由重锤拖动，且横向移动速度由油阻尼器来控制，改变油阻尼器锥形口的大小来改变横向工作台(1)移动速度，这样把夹具上的工件切割成一叠薄片。纵向工作台(2)移动在需控制切片厚度时，可由数控系统和步进电机、丝杆完成，也可以通过常规手轮带动丝杆来完成。
本实用新型的单轴数控切片机具有传动结构简单、为单轴传动，采用数控技术、步进电机和高精度丝杆使切片机加工精度高、自动化程度也高，其设计最小当量为1um，适宜切割钕铁硼、半导体单晶、水晶等超薄型薄片。
权利要求1.一种切片机，其包括罩壳、刀头部件、工作台、主轴进给装置和数控系统，其特征在于所述的主轴进给装置为a.步进电机(7)通过无间隙传动齿轮组带动一高精度0级丝杆(4)；b.丝杆(4)与纵向工作台(2)的连接螺母(3)中采用副螺母(5)来调整消除间隙。
2.如权利要求1所述的切片机，其特征在于所述的无间隙传动齿轮组为步进电机(7)的齿轮(8)啮合丝杆双片齿轮(6)构成。
3.如权利要求1所述的切片机，其特征在于所述的数控系统基本上由数值设定电路(A)、可编计数器(B)、脉冲控制电源电路(C)、环形分配器(D)、前置放大器(E)、功放电路(F)和步进电机电路(G)组成，数值设定电路(A)设定数值后，经可编计数器(B)处理，输入至脉冲控制电源电路(C)，脉冲控制电源电路(C)输出快或慢或停止信号至环形分配器(D)，然后再依次经前置放大器(E)、功放电路(F)来驱动步进电机电路(G)。
4.如权利要求3所述的切片机，其特征在于所述的数控系统中脉冲控制电源电路(C)还有一股信号输入至加法计数器(H)，计数后经7段译码器(I)，然后送至数码显示器(J)显示。
5.如权利要求1所述的切片机，其特征在于所述的脉冲控制电源电路(C)包括RS触发器、单稳触发器和脉冲发生器，单稳触发器和脉冲发生器信号经一个或非门后，再和RS触发器输出端接另一个或非门输入端，该或非门输出二股信号，分别接环形分配器(D)和可编计数器输入端。
6.如权利要求5所述的切片机，其特征在于所述的脉冲发生器为NE555时基电路和RC连接产生矩形脉冲并且其振荡频率通过电阻可调的脉冲发生器。
专利摘要本实用新型涉及一种数控切片机。其为解决切片机高精密度和自动化程度而设计的。其切片机包括罩壳、刀头部件、工作台、主轴进给装置和数控系统,其特征在于所述的主轴进给装置为步进电机通过无间隙传动齿轮组带动一高精度0级丝杆,丝杆与纵向工作台的连接螺母用副螺母来调整消除间隙。该切片机具传动结构简单、加工精度高、其设计最小当量为1μm,自动化程度高等优点。
文档编号B26D5/00GK2274119SQ9624881
公开日1998年2月11日 申请日期1996年11月27日 优先权日1996年11月27日
发明者徐建辉 申请人:徐建辉