自动校直机的制作方法

本实用新型涉及一种自动校直机，特别是指一种对长圆管状或长圆棒体的待校直工件自动进行校直作业的校直机，其主要是以量测及调整待校直工件的真圆度是否符合默认值的方式，来达到校直的目的。

背景技术：

请参阅图1所示，其为一种习知手动操作校直机10，其可对一些真直度不良的工件进行校直，使其符合产品的要求，该校直机10具有一可上下往复位移的油压缸11，油压缸11的底端固定有一压块12，该校直机10具有一工作平台13，该工作平台13上至少设置有两支撑块14，供待校直的工件17跨置于两支撑块14之间，并由上方的油压缸11带动压块12直接压抵于待校直工件17上，将真直度不良的工件予以调整至符合所要求的真直度范围内；通常对真直度的要求，会因产品属性的不同，而大概会有介于3条～20条（0.03mm~0.2mm）间的要求，该习知校直机10操作时，必须对该校直机10的特性相当的了解及累积相当长的操作时间的操作者来操作，操作者不仅一边要用眼睛观测量表16指针显示的下压量，另一方面更要充分掌握手感而调整该控制杆15向下的力度，就吾人所知，头发的粗细是介于7～8条（0.07mm～0.08mm），可想而知，要将一个工件调校至3条～20条（0.03mm~0.2mm）之间，在掌握该控制杆15下移时的力度是要控制的多么精细，且每次以压块12压抵待校直工件17后，须再以量表16来检测该待校直工件17的真直度是否符合要求，若不符合要求，操作者则须再重新决定一个下压量，再以手小心谨慎的调整该控制杆15下移，并须再时时以眼睛注意量表16的指针显示的下压量与心里所预设的下压量是否达成一致，如此，长时间工作下来，操作者身心极容易感到疲倦，同时，校直作业所费的时间也会需要很长的时间才能完成，造成校直作业的效率不高，而有待加以改良。

基于上述习知手动操作校直机的缺点，本设计人乃本着造福业界的初心，本着从事相关产业多年之经验，潜心研究，并制作样品试样，经不断的改良，终有确能达成以下目的的本实用新型诞生。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于改善现有手动操作校直机的缺点而提供一种无需操作人员的监控与操作，可自动的、依序的、反复的进行校直作业，提升校直作业的效率与质量的自动校直机。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种自动校直机，其特征在于，包括一机体、一支撑单元、一油压单元、一垂直下压单元、一水平位移单元、一气压升降单元、一人机界面、一可程式控制单元、一数字式量表；

该机体至少设有一位于上方的机头，一位于机头下方的工作平台；

该支撑单元设置于机体的工作平台上，且至少由两具有一间距的支撑块所构成而承置于工作平台上；

该数字式量表设于工作平台上且位于支撑单元的两支撑块之间，其具有一可弹性伸缩的连动杆，该数字式量表与可程式控制单元电性连接；

该油压单元包括一油箱及马达、一电磁阀，该油压单元借油压管而与垂直下压单元的油压缸连通，以供应油压动缸作所需的油量，该马达与电磁阀各与可程式控制单元电性连接；

该垂直下压单元组设于机体的机头上，其包括一油压缸、一滑轨、一光学尺，该油压缸、滑轨、光学尺呈纵向平行，油压缸的压缸杆底端固定有一压块，油压缸与油压单元的油压管连通，由该油压单元提供动力给油压缸，该滑轨上设置有一于滑轨上上下往复滑移的矫量块，矫量块与压缸杆相互连接，该光学尺是设置于滑轨的邻侧，其具有一可上下往复滑移的感测件，该感测件与可程式控制单元电性连接，感测件结合固定于矫量块上，该感测件与矫量块、压缸杆同步上下位移；

该水平位移单元包括一设置于工作平台上的滑轨及两可在滑轨上往复位移的滑块，各滑块上各组设固定有一承座，各承座之间连接有一连接杆，该水平位移单元还包括一伺服马达及一受该伺服马达驱动可往复回转的皮带，该皮带一侧与其中一滑块组设固定，伺服马达运转而驱动皮带作横向往复位移时，同时带动两滑块及两承座、连接杆作等距离横向往复位移，该伺服马达与可程式控制单元电性连接而接受可程式控制单元的指令而运转；

该气压升降单元包括两气压缸，各气压缸对应的分别组设固定于水平位移单元的一承座上，各气压缸的缸杆上组设固定一固定座而随缸杆上下往复位移，各固定座上还各组设固定有一伺服马达及一受该伺服马达驱使而转动的顶持座，各伺服马达同步转动，并与可程式控制单元电性连接而可接受可程式控制单元的指令而运转；

该人机界面与可程式控制单元电性连接，该人机界面具有一屏幕，其接收来自可程式控制单元的指令及发送指令给可程式控制单元，并显示各种校直工作的数值及状态于屏幕上；

该可程式控制单元与数位式量表、油压单元的马达、电磁阀、水平位移单元的伺服马达、气压升降单元的伺服马达、人机界面电性连接；其接收及储存光学尺、数字式量表上下位移时的数值，并传输及显示在人机界面上，该可程式控制单元还接收人机界面的指令而去驱使所电性连接的各个单元的组件动作；其依数字式量表所测得的数值与其默认值运算比对之后，控制油压单元的马达、电磁阀、水平位移单元的伺服马达、气压升降单元的伺服马达的动作时机及工作顺序。

进一步，该气压升降单元的顶持座为两轴设于一结合片上的两轴承，两轴承位于相同水平高度。

进一步，该气压升降单元的顶持座为一轴承座及组设固定于轴承座的一顶针，各轴承座的顶针呈相对，各顶针受伺服马达的驱使而转动。

进一步，该气压升降单元的各可上下往复位移的气压缸的固定座上还组设固定一作横向往复位移的第二气压缸，各第二气压缸的缸杆再与一设于第二气压缸上面的滑动片连接固定，该轴承座及伺服马达组设固定于该所对应的滑动片上。

采用上述方案后，本实用新型自动校直机可使长管状或长圆棒状的待校直工件自置放在校直机后至其经校直而符合预设的真圆度标准的整个过程，不须操作人员的监控与操作，而可由一可程式控制单元及与其电性连接的垂直下压单元、一水平位移单元、一气压升降单元、一数字式量表、一人机界面等单元及组件，依可程式控制单元的设定及指令而自动的、依序的、反复的进行校直作业，借此以达到以提升校直作业的效率与质量。

待校直工件是可跨置于气压升降单元的各顶持座之间，并可受到数字式量表的连动杆抵住，于启动自动校直机开始动作后，依可程式控制单元的设定及指令下达，气压升降单元的各伺服马达会同步转动而令各顶持座亦同步转动而令待校直工件转动一圈，经数位式量表测得待校直工件的真圆度数值后，再传输至可程式控制单元运算而再与默认值相互比对，再令该垂直下压单元的压块往下位移而压抵于该校直工件，并令该待校直工件变形，依可程式控制单元的设定及指令下达，气压升降单元的各伺服马达会同步转动而令各顶持座亦同步转动而令待校直工件转动一圈，并经数位式量表再测得待校直工件的真圆度数值，及传输至可程式控制单元运算再与默认值相互比对，若符合默认值的标准，则校直机会显示完成的提示，若仍不符默认值的标准，可程式控制单元会自动运算而决定出压块的下压量，再重复上述之动作，继续由压块对待校直工件反复的进行压抵，直至待校直工件的真圆度符合默认值为止；此外，对于一些长度较长的待校直工件，必须分为多个位置各别校直时，在完成第一个位置的校直作业后，依可程式控制单元的设定及指令下达，该水平位移单元的伺服马达会自动转动而驱动皮带位移，并同时带动两滑轨、两承座及组设于两承座上的气压升降单元、待校直工件一起移至下一个校直位置，并重复第一个校直位置的步骤进行校直作业；借此，使校直作业可自动化的操作，而不须倚靠具有相当丰富经验的操作者才能操作，大大的提高校直作业的效率及质量。

附图说明

图1为现有校直机的立体图。

图2为本实用新型的立体外观图。

图3为本实用新型的前视图。

图4为本实用新型的左视图。

图5为本实用新型的电性连接配置示意图。

图6为本实用新型控制单元的校直作业流程图。

图7及图8为本实用新型气压升降单元的两顶持座的转动示意图。

图9及图10为本实用新型水平位移单元之动作示意图。

图11及图12为本实用新型水平位移单元的两滑块调整距离的示意图。

图13及图14为本实用新型的气压升降单元、垂直下压单元的动作示意图。

图15及图16为本实用新型的气压升降单元的顶持座的另一实施例的示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

请参阅图2至图5所示，本实施例的自动校直机20包括一机体21、一支撑单元100、油压单元30、一垂直下压单元40、一水平位移单元50、一气压升降单元60、一人机界面70、一可程式控制单元80、一数字式量表90；其中；

该校直机20的机体21至少构成有一位于上方的机头22，一位于机头下方的工作平台23；

该支撑单元100置设于工作平台23上，其至少由两距一间距的支撑块101所构成，两支撑块101用于顶撑待校直工件103，其两者间的距离可视待校直工件103的长度需要而调整；

该数字式量表90是设于工作平台23上而位于支撑单元100的两支撑块101之间，其具有一可弹性伸缩的连动杆91，连动杆91可自下方向上抵住于待校直工件103表面而可上下伸缩位移；其是与可程式控制单元80电性连接，而可将其量测的数值传输给可程式控制单元80而进行运算及比对；

该油压单元30包括一油箱31、一马达32及一电磁阀34，该油压单元30借油压管33而与垂直下压单元40的油压缸41连通，而可供应油压缸41动作所需的油量，该马达32与电磁阀34各与可程式控制单元80电性连接，而能以可程序单元80下达指令，控制马达32、电磁阀34的动作时机，及控制进入油压缸41的油量大小；

该垂直下压单元40组设于校直机机体21的机头22上，其包括一油压缸41、一滑轨45、一光学尺47，该油压缸41、滑轨45、光学尺47呈纵向平行，油压缸41的压缸杆42底端固定有一压块43，油压缸41与该油压单元30的油压管33连通，由该油压管33提供动力给油压缸41，该滑轨45上设置有一矫量块46而可于滑轨45上上下往复滑移，矫量块46再与压缸杆42底部的压块43相互连接，该光学尺47是设置于滑轨45的邻侧，其具有一感测件48而与矫量块46结合固定于一起而亦可随矫量块46、压缸杆42上下往复滑移，借该光学尺47、感测件的设置，可测得压块43上下位移时的所在位置（光学尺的功能及原理是一公知技术，恕不赘述），该感测件48是借一传输线49与可程式控制单元80电性连接，借光学尺47可回馈位移距离的特性，乃可取得结合固定于压缸杆42底端的压块43上下位移时的数值及定义出压块43位于各种所在位置的数值，并可传输给可程式控制单元80及人机界面70；

该水平位移单元50包括一设置于校直机20的工作平台23上的滑轨51及可在滑轨51上往复位移的两滑块52，各滑块52上各组设固定有一承座53，各承座53之间连接有一连接杆54，该承座53与连接杆54之间借螺丝55锁结固定或拆解调松，而可调整两承座53（即两滑块52）间的距离，其还包括一伺服马达56及一受该伺服马达56驱动而可往复回转得皮带57，伺服马达56固定于工件平台23一端的底端面，该皮带57的一端套设在伺服马达56的转轴上，另一端套设在另一轴设于工作平台23上的转轴59，该皮带57循环邻近于滑块52的内侧面571与其中一滑块52组设固定，伺服马达56正转或逆转而驱动皮带57作横向往复位移时，可同时带动两滑块52及两承座53、连接杆54等组件，横向往复位移，该伺服马达56与可程式控制单元80电性连接而可接受可程式控制单元80的指令而运转；

该气压升降单元60包括两气压缸61，各气压缸61的缸杆62上组设固定一固定座63而可随缸杆62上下往复位移，各固定座63包括一纵向的滑动片631，其形成有一滑槽（图未视及）而可与相接的气压缸61侧面上的一滑轨632嵌接，使固定座63可稳定的作直线往复上下位移，各固定座63上还各组设固定有一伺服马达64及一可受该伺服马达64驱使而转动得顶持座66A，各顶持座66A于本实施例中是指两轴设于一结合片65上位于平行高度的两轴承66、67，请配合参阅图7及图8所示，各伺服马达64可同步同方向转动（以站在校直机22的同一侧（右侧）观察时），各伺服马达64的转轴641与所对应的两轴承66、67保持接触，而可驱动两轴承66、67正转或逆转，各轴承66、67转动方向相同，但与所对应的转轴641的转动方向相反，各端的两轴承66、67间是供置放待校直工件103于其上，两伺服马达64动作时，可连带带动待校直工件103的两端朝同一方向正转或逆转，各伺服马达64与可程式控制单元80电性连接而可接受可程式控制单元80的指令而运转；请配合参阅图15及图16所示，其为各顶持座66A的另一实施例，其包括一可作横向往复位移的第二气压缸68，各第二气压缸68的上面设有一滑动片681而与缸杆681组设固定，使滑动片681可作横向往复位移，各滑动片681上再组设固定一轴承座69，两轴座69的相对端侧面各组设固定一顶针692，各顶针692往前伸时可夹持待校直工件103，各轴承座69的另一端侧面则组设固定一第二伺服马达691，各第二伺服马达691可同步同方向转动（以站在校直机22的同一侧（右侧）观察时），借各第二伺服马达691乃可驱动各顶针692转动，同时带动待校直工件103同步转动；

该人机界面70与可程式控制单元80电性连接，该人机界面70具有一屏幕71，其可接收来自可程式控制单元80的指令及发送指令给可程式控制单元，并显示数字式量表90、油压单元30的马达32、电磁阀34、水平位移单元50的各伺服马达56、气压升降单元60的各伺服马达64、经运算后的各种校直工作所需的数值及状态于屏幕上71；

该可程控器80（Programmable Logic Controller，简称PLC）是与数位式量表90、油压单元30的马达32、电磁阀34、水平位移单元50的伺服马达56、气压升降单元60的伺服马达64、人机界面70等组件电性连接；其可接收及储存光学尺47、数字式量表90上下位移时的数值，并传输及显示在人机界面70上，及接收人机界面70的指令而去驱使所电性连接的各个单元的组件动作；其可依数字式量表90所测得的数值与其默认值运算比对之后，控制油压单元30的马达32、电磁阀34、水平位移单元50的各伺服马达56、气压升降单元60的各伺服马达64的动作时机及工作顺序。

以上是本实施例的校直机20的构成单元或组件，其动作方式，请配合图式说明于后：

请配合参阅图2、图3、图5、图7、图8所示，该气压升降单元60的各气压缸61上的两轴承66、67可供一待校直工件103跨置于其间，该待校直工件103可为一中空圆形的长或短管或实心圆形的长或短棒，各伺服马达64可同步动作，并令各轴承66、67转动而带动该待校直工件103转动，经由可程式控制单元80将伺服马达64转动的圈数换算为待校直工件103的圆周长数值而会传输给可程式控制单元80，并同时借由数字式量表90的连动杆91恒抵触于待校直工件103之表面，当待校直工件103转动时，该连动杆91亦会跟着上下位移，而可测得该待校直工件103该位置之高点位置数值、低点位置数值及真圆度偏差数值，并会传输给可程式控制单元80；该可程式控制单元80可依校直作业的需要而下达指令给伺服马达64动作，而令待校直工件103转动至所预定的位置，例如高点的位置，让压块43压抵该位置而使待校直工件103的真圆度符合默认值。

请配合参阅图5及图9至图12所示，该水平位移单元50的两滑块52可载着各承座53、连结杆54及气压升降单元60及置放在气压升降单上60上的待校直工件103位移到滑轨51的最左侧(如图9所示)及最右侧(如图10所示)，并经由可程式控制单元80将伺服马达56转动的圈数换算为水平位移单元50在滑轨51两端的最大距离的数值定义出来，并以其中一滑轨52为基准而定义出零点位置，借此，无论水平位移单元50向左或向右位移，其所在位置的数值皆会传输给可程式控制单元80；该可程式控制单元80可依校直作业的需要而下达指令给伺服马达56动作，而可令两滑块52、两承座53、连接杆53、气压升降单元60等组件，同时将承置于气压升降单元60上的待校直组件103位移至所预定的位置，而让垂直下压单元40的压块43对待校直工件103进行压抵；请配合参阅图2、图11及图12所示，视待校直工件103的长度不同，两滑块52间的距离可调整大一些（如图12所示）或小一些（如图11所示），于确定两滑块52间的距离后，再以螺丝55将连接杆54与该其中一端的滑块52予以锁结固定，该两滑块52即可等间距的向左或向右位移至所预定的位置。

请再配合参阅图5、图6、图11至图14所示，该垂直下压单元40的油压缸41的压缸杆42是与光学尺47的感测件48成连动关系而可同步上下位移，而压缸杆42底部结合固定有一压块43，借该传输线49与可程式控制单元80电性连接，乃可定义出压块43位于较上方时的归零位置的数值、等待位置的数值、起始位置的数值，所谓归零位置是指压块43位于较上方时的所在位置，所谓等待位置是压块43对待校直工件103压抵后回复至上方的位置，所谓起始位置是压块43推动置放于气压升降单元60上待校直工件103向下位移至接触到两支撑块101的瞬间所在位置，上述定义压块43各种位置的数值皆会传输给可程式控制单元80；该可程式控制单元80依预先设定的工作顺序，并依数字式量表90量测后的待校直工件103的高点位置数值、低点位置数值、真圆度偏差数值而运算出压块43压抵于待校直工件103后的下压量数值，令该压缸杆42带着压块43往下位移而首先抵触到待校直工件103的上面（如图13所示），由于油压缸41的推力大于各气压缸61的气压力，压块43乃继续推动着待校直工件103及顶持该待校直工件103的两气压缸61的缸杆62向下位移，而该数位式量表90的连动杆91亦同时向下位移，且压块43所在位置的数值皆会由光学尺47传输给可程式控制单元80，并显示在人机界面70的屏幕71上供操作者检视，该待校直工件103的下移至抵到两支撑块101时，即为压块43的起始位置（如图14所示），该压块43会依可程式控制单元80下达的下压量数值而再向下继续对待校直工件103压抵而令待校直工件103变形（因其变形量是介于10条（0.1mm）~300条（3mm）之间，该压块43会依可程式控制单元80的设定而自动上升回复至等待位置（如图12所示），在压块43回复至等待位置的同时，该待校直工件103及两气压缸61原先所受到压块43的压抵力量解除后，两气压缸61依其内部蓄积的气压力而立即推动各固定座63、滑动片631、伺服马达64、各轴承66、67、待校直工件103等组件回复至原先的位置，而该数字式量表90的连动杆91是恒抵接于待校直工件103的底面，并借其弹性回复力亦同时回复至原先的位置；两伺服马达64依可程式控制单元80的设定，而自动再转动而同时令该待校直工件103亦转动一圈（如图7及图8所示），再由数位式量表90重新测得其高点位置的数值、低点位置的数值、真圆度偏差数值，再传输至可程式控制单元80重新运算而再与默认值相互比对，若符合真圆度要求的默认值标准，则校直机20会显示完成的提示，若仍不符默认值的标准，可程式控制单元80会依设定，再自动运算而决定出压块43的新的下压量数值，再重复上述动作，继续由压块43对待校直工件103反复的进行压抵，直至待校直工件103的真圆度符合默认值标准为止；此外，对于一些长度较长的待校直工件103（如图9及图10所示），必须分为数个位置各别校直时，在完成第一个位置的校直作业后，依可程式控制单元80的设定及指令下达，该水平位移单元50的伺服马达56会自动转动而驱动皮带57位移，并同时带动两滑轨52、两承座53及组设于两承座53上的气压升降单元60、待校直工件103一起移至下一个校直位置，并重复第一个校直位置的步骤进行校直作业；由以上说明，本实用新型使校直作业可自动化的操作，而不须倚靠具有相当丰富经验的操作者才能操作，大大的提高了校直作业的效率及质量。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。