膜片弹簧电伺服强压机的制作方法

本实用新型属于冲压机械技术领域。

背景技术：

离合器总成内部包含膜片弹簧。为了增强离合器总成稳定性使用寿命，必须对膜片弹簧进行强压处理。传统强压处理的方法是用机械式冲床完成膜片弹簧的强压处理。按此工艺处理的膜片弹簧存在一些缺点：1、生产合格率低；2、设备噪音大；3、劳动强度大；4、膜片弹簧强压性能不一致造成离合器总成无法满足装配需求及影响离合器总成使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提高离合器零部件加工质量降低生产成本减轻操作者劳动强度设计并制造的膜片弹簧电伺服强压机。

本实用新型的强压机的下面为变速箱，上面为开窗式结构；在开窗式结构上梁上通过上支架安装有强压上模板，在强压上模板上安装有强压上模；在开窗式结构下梁上固定安装有导向套和变速箱，丝杠连接在变速箱上，变速箱连接在伺服电机上，在导向套内插有导向杆，导向杆上端固定安装有强压下模板，强压下模板上安装有强压下模，强压下模与强压上模对应。

本实用新型的电控部分是：在电控箱（2）面板上有触摸屏（1）、按钮站（3）和伺服电机驱动器（4），其电路是由主控芯片、滤波模块、直流电源、触摸屏电路、功率滤波模块、伺服变压器电路、伺服驱动器电路、伺服电机电路、输入模块、输出模块和位移传感器电路构成；

主控芯片：采用欧姆龙公司生产的CP1H40Y芯片；

滤波模块：引脚U、N分别与L1、L2首端连接，L1、L2尾端分别与L3、L4首端连接，R1、C2并联与L1、L2的尾端连接，C3、C4串联后与L1、L2的尾端连接，C3、C4的节点与地连接，L3、L4的尾端为U0、N0输出交流220V；C1连接引脚U、N两端；

直流电源：引脚U、N为交流220V输入端分别与滤波模块U0、N0连接，变压器T1的次级绕组与D1、D2、D3、D4组成的整流桥块交流输入端连接，D1、D2、D3、D4组成的整流桥块直流输出端直流正端经保险丝FU1与集成块LM317 引脚1连接，D1、D2、D3、D4组成的整流桥块直流输出端直流正端经C1与D1、D2、D3、D4组成的整流桥块直流输出端直流负端相连接；D1、D2、D3、D4组成的整流桥块直流输出端直流负端与地相连接；集成块LM317 引脚3经C3与地相连接，集成块LM317 引脚2与二极管D5的正极相连接，D5的负极与集成块LM317 引脚1相连接，R1与电位计RP1固定端串联连接与集成块LM317 引脚2相连接，电位计RP1可调端与集成块LM317 引脚3相连接，二极管D6的正极与集成块LM317 引脚3相连接，D6的负极与集成块LM317 引脚2相连接，C2并联在集成块LM317 引脚2和地之间；主控芯片的V+、V—为直流24V电源输入引脚分别与直流电源24V的+、-端相连接；

触摸屏电路：V+ 、V- 、PE为触摸屏电源接口，分别与直流电源+、-、地相连接，CN1为触摸屏数据接口由专用电缆与主控芯片RS232接口相连接；

功率滤波模块：三项电源输入接口为U、V、W输入端，R1、C1、R2、C2、R3、C3一端相连，R1、C1首端并联在U上，R2、C2首端并联在V上，R3、C3首端并联在W上，L1、L2、L3首端分别与U、V、W相连，L1、L2、L3尾端与L4、L5、L6首端相连接，C4、C5、C6一端并联接地，另一端分别接L4、L5、L6的首端；

伺服变压器电路：引脚U、V、W分别与功率滤波模块的引脚U1、V1、W1相连接；变压器T的引脚U1、V1、W1分别与伺服驱动器电路的引脚R、S、T相连；

伺服驱动器电路：接口CN1中A、/A、B、/B、Z、/Z为伺服电机旋转信号端，依次与主控芯片中A0+、A0-、B0+、B0- 、Z0+、Z0-相连接，接口CN1的引脚 CCW+、CCW-、CW+、CW-为伺服电机选择方向信号端依次与主控芯片的引脚CCW0+、CCW0-、CW0+、CW0- 相连接；

伺服电机电路：接口CN1的引脚U、V、W依次与伺服驱动器电路中的引脚U、V、W相连接，FG与地相连接；接口CN2通过专用电缆与伺服驱动器电路中的CN2编码器接口相连接；

输入模块：引脚1—10为输入信号，OP1—OP10为光电耦合器，1—10外部输入信号经OP1—OP10光电耦合器输出到输入模块的I1—I10端口，I1—I10 依次与主控芯片输入端口I0.0—I1.1相连接，+24与直流电源+相连接；

输出模块：O1—O9为输出模块的输入控制端，O1—O9依次与主控芯片Y0.0—Y1.0相连接，KA1—KA9为输出继电器，Y0.0—Y1.0信号输入经KA1—KA9输出到1—9信号输出端，+24V与直流电源+相连接；

位移传感器电路：CN1是信号输出接口，其中V+、V—、P0为信号引出端子分别与主控芯片A/D扩展接口中V+、V—、P0对应点相连接。

本实用新型结构简单，操作方便，加工效率高膜片弹簧强压加工性能稳定，满足装配工艺要求提高离合器总成使用寿命。优点是：1）采用膜片弹簧电伺服强压机加工过的膜片弹簧，装配后的总成性能稳定，使用寿命长。

2）对离合器总成使用寿命得以提高。

3）提高工作效率，减轻操作者劳动强度。

4）降低加工原材料成本。

附图说明

图1是本实用新型总体结构示意图；

图2是本实用新型机械连接部分结构示意图；

图3是本实用新型电控部分总体连接框图；

图4是本实用新型主控芯片电路图；

图5是本实用新型滤波模块电路图；

图6是本实用新型直流电源电路图；

图7是本实用新型触摸屏电路图；

图8是本实用新型功率滤波模块电路图；

图9是本实用新型伺服变压器电路图；

图10是本实用新型伺服驱动器电路图；

图11是本实用新型伺服电机电路图；

图12是本实用新型输入模块电路图；

图13是本实用新型输出模块电路图；

图14是本实用新型位移传感器电路图。

具体实施方式

本实用新型的强压机12的下面为变速箱体，上面为开窗式结构，并且主要机械部分都在上面的开窗式结构部分，所谓开窗式即是方便人员将工件在窗口处将工件置于两个压膜之间进行工作，下面的变速箱体放置有控制电路板、伺服电机等；在开窗式结构上梁上通过上支架5安装有强压上模板6，在强压上模板6上安装有强压上模7，上梁上固定安装的上支架5、强压上模板6和强压上模7均是固定状态，不会动作；在开窗式结构下梁上固定安装有导向套13和变速箱14，所谓开窗式结构的下梁也是变速箱体的上封闭板，丝杠11连接在变速箱14上，变速箱14连接在伺服电机15上，通过伺服电机15的动力传导给变速箱14，变速箱14再带动丝杠11转动，由于丝杠14上有螺纹，所以，丝杠11在转动的同时会进行上下移动，在导向套13内插有导向杆10，导向杆10与导向套13只是进行滑动摩擦，并可以在导向杆10内上下移动，导向杆10上端固定安装有强压下模板9，强压下模板9上安装有强压下模8，这样丝杠11会带动强压下模板9和强压下模8做上下运动，强压下模8与强压上模7对应，通过强压上模8与强压上模7的配合，可以将工件膜片弹簧在外力压力夹持下对膜片弹簧施加强压。

本实用新型的电控部分，在电控箱2面板上有触摸屏1、按钮站3和伺服电机驱动器4，其电路是由主控芯片、滤波模块、直流电源、触摸屏电路、功率滤波模块、伺服变压器电路、伺服驱动器电路、伺服电机电路、输入模块、输出模块和位移传感器电路构成；电控部分是操控机械部分的电路部分。

主控芯片：采用欧姆龙公司生产的CP1H40Y芯片；

滤波模块：如图5所示，U、N分别连接交流电源的相线及零线，C1连接U、N两端消除电源高频干扰，引脚U、N分别与L1、L2首端连接，L1、L2尾端分别与L3、L4首端连接，R1、C2并联与L1、L2的尾端连接，C3、C4串联后与L1、L2的尾端连接，C3、C4的节点与地连接，L3、L4的尾端为U0、N0输出交流220V；通过图5能够抑制线对地之间的电磁干扰输出平滑交流220V电源。

直流电源：如图6所示，U、N是变压器T1的初级绕组，引脚U、N为交流220V输入端分别与滤波模块U0、N0连接，变压器T1的次级绕组与D1、D2、D3、D4组成的整流桥块交流输入端连接，D1、D2、D3、D4组成的整流桥块直流输出端直流正端经保险丝FU1与集成块LM317 引脚1连接，D1、D2、D3、D4组成的整流桥块直流输出端直流正端经C1与D1、D2、D3、D4组成的整流桥块直流输出端直流负端相连接；D1、D2、D3、D4组成的整流桥块直流输出端直流负端与地相连接；集成块LM317 引脚3经C3与地相连接，集成块LM317 引脚2与二极管D5的正极相连接，D5的负极与集成块LM317 引脚1相连接，R1与电位计RP1固定端串联连接与集成块LM317 引脚2相连接，电位计RP1可调端与集成块LM317 引脚3相连接，二极管D6的正极与集成块LM317 引脚3相连接，D6的负极与集成块LM317 引脚2相连接，C2并联在集成块LM317 引脚2和地之间；主控芯片的V+、V—为直流24V电源输入引脚分别与直流电源24V的+、-端相连接；通过调整RP1输出直流24V，+、-分别为直流24V电源的正、负端。

触摸屏电路：如图7所示，V+ 、V- 、PE为触摸屏电源接口，分别与直流电源+、-、地相连接，CN1为触摸屏数据接口由专用电缆与主控芯片RS232接口相连接。

功率滤波模块：如图8所示，三项电源输入接口为U、V、W输入端，R1、C1、R2、C2、R3、C3一端相连，R1、C1首端并联在U上，R2、C2首端并联在V上，R3、C3首端并联在W上，由R1、C1、R2、C2、R3、C3组成滤波电路。L1、L2、L3首端分别与U、V、W相连，L1、L2、L3尾端与L4、L5、L6首端相连接，C4、C5、C6一端并联接地，另一端分别接L4、L5、L6的首端；由此U1、V1、W1即可输出消除线对线电磁干扰的交流380V电压。

伺服变压器电路：如图9所示，U、V、W为交流三相380V输入端，引脚U、V、W分别与功率滤波模块的引脚U1、V1、W1相连接；交流三相380V电压经变压器T变压为三相交流220V由U1、V1、W1输出，并分别与伺服驱动器电路的引脚R、S、T相连。

伺服驱动器电路：如图10所示，接口CN1中A、/A、B、/B、Z、/Z为伺服电机旋转信号端，依次与主控芯片中A0+、A0-、B0+、B0- 、Z0+、Z0-相连接，图10中CN1接口的引脚CCW+、CCW-、CW+、CW-为伺服电机选择方向信号端依次与主控芯片的引脚CCW0+、CCW0-、CW0+、CW0- 相连接。

伺服电机电路：如图11所示，CN1为驱动接口，接口CN1的引脚U、V、W是驱动电源线依次与伺服驱动器电路中的引脚U、V、W相连接，FG与地相连接；CN2为编码器接口，接口CN2通过专用电缆与伺服驱动器电路中的CN2编码器接口相连接完成编码器信号传输。

输入模块：如图12所示，引脚1—10为输入信号，分别为加载、卸载、停止、复位、校零、光幕、原点接近、原点、启动、零点信号。OP1—OP10为光电耦合器，1—10外部输入信号经OP1—OP10光电耦合器输出到输入模块的I1—I10端口，图12中I1—I10 依次与主控芯片输入端口I0.0—I1.1相连接完成信号输入功能。+24与直流电源+相连接。

输出模块：如图13所示，O1—O9为输出模块的输入控制端，O1—O9依次与主控芯片Y0.0—Y1.0相连接，完成信号输入。KA1—KA9为输出继电器，Y0.0—Y1.0信号输入经KA1—KA9输出到1—9信号输出端完成加载、卸载、停止、复位、校零、光幕、原点接近、原点、启动、零点信号输出。+24V与直流电源+相连接。

位移传感器电路：如图14所示，CN1是信号输出接口，其中V+、V—、P0为信号引出端子分别与主控芯片A/D扩展接口中V+、V—、P0对应点相连接。完成驱动位移量的采集。

本实用新型膜片弹簧电伺服强压机自动开启前，将未经成型处理的膜片弹簧放置在强压模具上，启动自动校零功能，设备自动完成膜片弹簧校零点动作。然后人工手动将需要强压处理的膜片弹簧摆放在强压模具上，设备开启自动运行，根据工艺需要自动强压设定强压深度八次后停止运动，人工手动卸下膜片弹簧，完成一次自动循环过程。本设备提高了膜片弹簧强压特性一致性，提高合格率及工作效率。

本装置所用元件均固定在框架上，伺服电机转动带动变速箱经丝杠驱动强压下模板及强压下模向上运动。膜片弹簧电伺服强压机首次开启后，，将未经成型处理的膜片弹簧放置在强压模具上，启动自动校零功能，设备自动完成膜片弹簧校零点动作。然后人工手动将需要强压处理的膜片弹簧摆放在强压模具上，设备开启自动运行，根据工艺需要工作前在触摸屏上设定强压深度及强压次数。设备自动运行时自动按照工艺设定强压深度、强压次数后停止强压动作，人工手动卸下膜片弹簧，完成一次自动循环过程。本装置提高了膜片弹簧强压特性的一致性，提高离合器总成的稳定性，有效降低离合器总成使用故障，提高离合器总成使用寿命。

工作过程

首先开启设备电源，各电器元件上电，若设备不在原地位置，设备将自动启动回原地功能，伺服电机旋转带动变速箱，使丝杆带动强压下模向原地方向运动，此时强压下模板自动快速运动寻找设备零点，当接近零点附近时强压下模板运动转为慢速，当到达零点时强压下模板自动停止运行，触摸屏及按钮站原点指示灯点亮，完成会原点功能。根据产品工艺要求在触摸屏上输入产品代码、强压次数、强压深度、操作方式选择。若在自动工作状态下将未经成型处理的膜片弹簧放置在强压下模上，按压校零按钮，启动自动校零功能，此时强压下模向上慢速运动，当膜簧相接触到强压上模的一瞬间设备记忆零点位置同时设备执行自动回原地功能，当强压下模板自动停止在原地位置时完成膜片弹簧校零点功能。然后人工手动将需要强压处理的膜片弹簧摆放在强压下模上，按压启动按钮，设备开启自动运行，根据输入的工艺要求自动强压已经设定好的强压深度对膜片弹簧进行强压处理，此时位移传感器采集强压行程控制设备自动强压深度当完成已设定的强压次数后强压下模停止在原地位置，人工手动卸下膜片弹簧，完成一次自动循环过程。设备自动运行过程中如果外围因素遮挡安全光幕时，强压下模立即停止运行，自动执行回原地功能，强压下模板停止在原地位置。当设备工作方式为手动方式时，按压加载按钮，强压下模板慢速上行，松开加载按钮强压下模板停止运行；按压卸载按钮，强压下模板慢速下行，松开卸载按钮强压下模板停止运行；按压停止按钮设备经停止一切操作；按压复位按钮，设备启动回原地功能；按压校零按钮，设备自动执行校零功能；在设备手动运行时如果外围因素遮挡安全光幕时，工作台立即立即停止运行，自动执行回原地功能，强压下模板停止在原点位置。