陶瓷插芯内孔研磨机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种陶瓷插芯研磨装置，特别涉及一种陶瓷插芯内孔研磨机，属于光纤设备技术领域。
【背景技术】
[0002]光纤陶瓷插芯是一种光纤连接器插头中精密对中的高精度圆柱体特种陶瓷元件，用于固定光纤，由于其封装后的组件成品对尺寸、形位公差以及可靠性的要求都极高，在其封装所用的不锈钢(或其他材料)精密零件中，孔径尺寸公差通常为0.5~lum，同轴度等形位公差通常小于lum，为了满足其产品的严格要求，组成成品的各个零部件的加工精度要求也极高。为了达到这种要求，对陶瓷插芯的形状尺寸也有较高的要求，在陶瓷插芯中心有一微孔，即陶瓷插芯内孔，微孔要求的直径为0.125mm，孔径误差要求0.5~1微米，真圆度误差小于lum，陶瓷插芯粗品(即毛胚)制成后，这个微孔的孔径在0.118_左右，需要精密加工其内孔尺寸至规格要求，所以此类光纤陶瓷插芯的中心内孔加工精度要求很高，对加工的机械设备要求也很高，需要通过研磨机对内孔进行精密加工，才能达到用要求。长期以来这类陶瓷插芯的加工制作都基本上由日本公司生产或采用日本中高端设备如西铁城(CITIZEN)、STAR、津上(SUMGAMI)、基恩士(KEYENCE)等公司的精密设备加工，其价格非常高，从而影响了光纤陶瓷插芯金属组件的生产成本，而且现有技术中采用上述设备对于陶瓷插芯内孔的加工主要依靠人工进行研磨；具体的做法是，将研磨钢丝制作为业界公知的包含一端锥形的形状，在研磨钢丝上涂上研磨膏，然后手工把待研磨陶瓷插芯一个接一个地穿套在涂有研磨膏的研磨钢丝上，最多可以一次套装20个，再用研磨夹具夹紧陶瓷插芯，陶瓷插芯夹在夹具中在研磨设备上高速旋转的过程中，手工不断左右移动研磨钢丝，研磨钢丝在陶瓷插芯的内孔中左右来回移动，研磨钢丝的锥形部分携带磨料与陶瓷插芯内孔相对往复加旋转运动摩擦实现对内孔的研磨，在研磨过程中需要不断的手工加磨料至研磨钢丝上，人工判断研磨完成后，研磨完毕时，再手工卸下陶瓷插芯。由于陶瓷插芯的体积很小，现有技术的加工设备和工艺操作都需要人工操作，而手工操作的误差又较大，从而导致研磨出品质很差，孔径、真圆度指标经常超差，特别是一次套装多个陶瓷插芯的情况下，良品率较低；同时，采用人工研磨的效率也很低，人工劳动强度却很大，在人工成本日益增高的情况下其生产成本也明显提高，高速旋转过程中研磨钢丝还会对操作者存在较大安全隐患。为了克服这种状况，业界开发了不同形式的陶瓷插芯内孔研磨机，例如中国申请号:201420027042.X公布了一种陶瓷插芯内孔研磨机，该研磨机在一定程度上实现了陶瓷插芯内孔研磨的自动化，提高了生产效率，但存在结构复杂，操作繁琐、研磨钢线易断裂等缺陷，有待进一步改进与提尚。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术中的以上缺陷，提供一种陶瓷插芯内孔研磨机。
[0004]为实现本实用新型的目的，本实用新型所采用的技术方案为:陶瓷插芯内孔研磨机，包括机台，陶瓷插芯夹具转动设置在机台上并连接有旋转驱动装置，在机台上设置有往复运动架，往复运动架直接或间接连接有往复运动驱动装置，往复运动架两端设置有拉力传感器，研磨钢丝的两端分别固定连接在往复运动架两端的拉力传感器上，所述的研磨机中设置有控制系统，所述的旋转驱动装置、往复运动驱动装置及拉力传感器均连接至控制系统，陶瓷插芯夹紧在陶瓷插芯夹具中，研磨钢丝从陶瓷插芯中穿过，控制系统通过控制往复运动架带动研磨钢丝在陶瓷插芯内孔中往复运动，同时旋转驱动装置驱动陶瓷插芯夹具旋转运动，实现对夹紧在夹具中的陶瓷插芯内孔研磨，进一步的，所述的研磨钢丝上一次套装有多个陶瓷插芯，研磨机上设置有与夹具配合的加载和卸载陶瓷插芯的装置，进一步的，所述的研磨钢丝上一次套装有多个陶瓷插芯，研磨机上设置有与夹具配合的加载和卸载陶瓷插芯的装置，所述的夹具包括芯轴，芯轴中心开设有直径大于陶瓷插芯外径的中心孔，所述的芯轴设置在主轴中，芯轴前端部设置有夹持陶瓷插芯的弹簧卡头，所述的弹簧卡头与芯轴一体设置或弹簧卡头连接在芯轴前端，弹簧卡头中心开设有与芯轴中心孔相通的通孔，所述的弹簧卡头前端为外锥形，主轴前端为与弹簧卡头外锥形相适应的内锥形，在弹簧卡头前端一定长度内开设有至少两个从外壁至中心的切口，切口使弹簧卡头前端形成夹持陶瓷插芯卡头部，芯轴后端设置有压紧弹簧挡部，压紧弹簧挡部与主轴之间设置有压紧弹簧；在芯轴压紧弹簧挡部后方设置有沿芯轴轴向运动的直线往复驱动装置用于使弹簧卡头张开和夹紧，在主轴上固定连接有驱动轮，驱动轮连接旋转驱动装置，所述的直线往复驱动装置连接至控制系统，加载陶瓷插芯时，直线往复驱动装置向前顶着芯轴后端部，芯轴前端的弹簧卡头向前运动，弹簧卡头呈张开状态，控制系统控制研磨钢丝带着陶瓷插芯至弹簧卡头部后，直线往复驱动装置向后运动，在压紧弹簧的作用下芯轴在主轴中向后移动，芯轴前端的外锥形在主轴前端的内锥形中相对向后移动使弹簧卡头夹紧陶瓷插芯；卸载陶瓷插芯时，直线往复驱动装置向前顶着芯轴后端部，弹簧卡头呈张开状态，控制系统控制研磨钢丝带着陶瓷插芯离开弹簧卡头，进一步的，所述的研磨钢丝包括细段、锥形段和粗段，多个陶瓷插芯一次同时套装在研磨钢丝的细段上，在芯轴后方设置有陶瓷插芯卡手，卡手的两个卡爪分别位于研磨钢丝的上方和下方，卡爪上连接有上下运动驱动装置，上下运动驱动装置连接至控制系统，两个卡爪完全合上后形成的空隙小于陶瓷插芯外径，两个卡爪完全打开后形成的空隙大于陶瓷插芯外径，进一步的，所述的研磨钢丝下方设置有磨料盒，磨料盒连接有升降驱动装置，升降驱动装置连接至控制系统，进一步的，所述的控制系统中包括PLC，PLC中设置有包括拉力传感器信号接收比较模块、往复运动架行程控制模块、往复运动架研磨行程测量模块、研磨计数模块，所述的旋转驱动装置为电机，电机的输出轮通过同步皮带带动驱动轮，往复运动架设置在机台上的导轨上，所述的往复运动驱动装置为伺服电机，伺服电机的输出上连接有齿形同步皮带，往复运动架上固定连接有与齿形同步皮带配合的齿形块，控制系统通过控制伺服电机的正反转及转动圈数来控制往复运动架的运动方向及行程，研磨前，首先在研磨钢丝的细段上套装上多个陶瓷插芯后将研磨钢丝的后端固定在往复运动架一端的拉力传感器上，研磨钢丝的另一端穿过卡手、芯轴上的中心孔后固定连接在往复运动架另一端的拉力传感器上，陶瓷插芯上料时，控制系统控制卡手闭合至陶瓷插芯无法从两个卡爪件通过，PLC根据陶瓷插芯的长度驱动往复运动架运动使最前面的陶瓷插芯恰好至卡手处后，控制系统控制卡爪张开，PLC控制往复运动架向前移动一定位移使陶瓷插芯进入到两个卡爪中，两个卡爪闭合卡住陶瓷插芯后PLC控制往复运动架向后移动至拉力传感器的拉力达到设定值，这时研磨钢丝的锥形段卡在陶瓷插芯的内孔中，控制系统控制两个卡爪张开，PLC控制直线往复驱动装置向前移动顶住芯轴后端使弹簧卡头的端口部张开，PLC控制往复运动架向前移动一定距离至弹簧卡头处，PLC控制直线往复驱动装置向后移动，芯轴在压紧弹簧的作用下向后移动使陶瓷插芯夹紧在弹簧卡头中，PLC控制磨料盒上升使研磨钢丝接触到磨料，旋转驱动装置驱动夹具带动陶瓷插芯旋转，研磨钢丝的锥形部向后移动开始对陶瓷插芯的内孔进行研磨，在研磨钢丝向后移动到一定程度后，研磨钢丝的锥形部与陶瓷插芯之间的作用力通过拉力传感器传输至PLC，在PLC中的拉力传感器信号接收比较模块进行数值比较后判断决定是否达到研磨钢丝反向运动的力值，使研磨钢丝在陶瓷插芯的内孔中往复运动实现自动研磨，当研磨的孔径达到要求值时，研磨钢丝下一次向后的运动的过程中其锥形部将不受到陶瓷插芯内孔的阻力，往复运动架行程将不受拉力传感器信号的控制，会有一次行程较大的突变，PLC往复运动架研磨行程测量模块检测到该行程突变时，停止研磨，开始卸料和下一个陶瓷插芯上料，进一步的，所述的在芯轴压紧弹簧挡部后方设置的沿芯轴轴向运动的直线往复驱动装置为气缸或直线电机或凸轮或电磁铁，进一步的，所述的磨料盒连接的升降驱动装置为气缸或直线电机或凸轮或电磁铁。
[0005]本实用新型的积极有益技术效果为:本实用新型实现了一次上料多个陶瓷插芯的自动研磨，一次上料至研磨钢丝上多个陶瓷插芯后，开启本设备，控制系统自动控制从研磨钢丝上原料段上料至夹具、开始研磨、自动判断研磨结束、自动卸料成品至研磨钢丝的另一端，然后再重复下一个上料，本实用新型研磨的陶瓷插芯内孔一致性好，公差范围小，成品率高，良品率可达98%以上，超过目前国内外相同设备的制作质量，正常使用研磨过程中钢丝不会断裂，生产效率高，并省去了人工成本，在同类产品上超过了目前日本相同产品的研磨效率和研磨质量，制作本产品的成本远远低于进口国外的