基于电流控制的去毛刺系统的制作方法

文档序号:14973165发布日期:2018-07-20 18:40阅读:202来源:国知局

本发明涉及机械加工技术领域,具体地说,是涉及一种基于电流控制的去毛刺系统。



背景技术:

在产品的铣削、车削、钻削等机械加工过程中,被加工的零件往往容易产生毛刺飞边,既影响零件的表面质量,又影响零件的性能。传统的处理方式是采用人工的方式对零件进行去毛刺处理,但是人工处理的方式存在生产效率低、劳动强度大等缺点,所以,目前不少的企业逐渐开始使用机械设备代替传统的人工对零件进行去毛刺处理,以提高生产效率以及零件的去毛刺精度,保证零件的质量。

目前市面上的去毛刺设备一般均采用推进机构驱动去毛刺机构的去毛刺工具相对零件进行移动,使去毛刺工具与零件进行接触,从而实现对零件表面的毛刺进行处理。但是,在现有的去毛刺设备的推进机构的推进过程中,推进机构的推进阶梯性强,对去毛刺工具的推进量(即去毛刺工具的进给量)属于定程进给。即是说,是通过人工预先设定好每次去毛刺工具的进给量,然后由推进机构驱动去毛刺工具一次性移动至零件表面进行去毛刺处理。虽然推进机构这种推进方式同样能够完成零件表面的去毛刺处理,但是这样的推进方式不够智能化,使得当工件的毛胚尺寸具有较大的公差范围时,推进机构无法通过零件的尺寸自动调节去毛刺工具移动过程中的进给量,既影响零件的加工精度,又容易使去毛刺用具与零件在接触初时进行强硬的碰撞,进而使得去毛刺工具或零件容易受损。此外,现有的去毛刺设备还无法对去毛刺工具的磨损进行精准的磨损补偿,只能依靠设备设计者的工作经验来对去毛刺工具的磨损补偿进行调节,降低了零件的加工精度和加工质量。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本实用新型的主要目的是提供一种可根据去毛刺工具所受摩擦力调节去毛刺工具的进给量,防止工件或去毛刺刀具受损,且加工精度高、加工质量好的基于电流控制的去毛刺系统。

为了实现本实用新型的主要目的,本实用新型提供一种基于电流控制的去毛刺系统,其中,包括安装座、去毛刺机构、推进机构、电流检测单元、电流变送器和控制器,去毛刺机构包括第一电机和去毛刺工具,去毛刺工具与第一电机的驱动端连接,去毛刺机构沿第一电机的驱动端的轴向与安装座可滑动地连接,推进机构包括第二电机,第二电机的座体固定安装在安装座上,第二电机的驱动端与去毛刺机构连接,且第二电机的驱动端的轴线平行于第一电机的驱动端的轴线,电流检测单元套装第一电机的多条相线中一条上,电流变送器与电流检测单元电连接,控制器包括本体和模数转换器,本体分别与模数转换器、第一电机和第二电机电连接,模数转换器与电流变送器电连接。

由上可见,推进机构用于驱动去毛刺机构移动,使去毛刺机构的去毛刺工具向工件移动,进而实现对工件进行去毛刺加工,控制器的本体用于执行去毛刺系统的运行程序,协调整个去毛刺系统的机构、部件之间的动作顺序,电流检测单元用于检测去毛刺机构的第一电机的电流,电流变送器用于对电流检测单元检测到的电流进行处理,并将检测到的电流转换成标准模拟信号后,发送至模数转换器,模数转换器在接收到该模拟信号后,将该模拟信号转换成数字电流信号,并通过控制器的本体对该数字电流信号与运行程序中预设的基准阈值进行比较,从而根据比较结果控制推进机构,进而实现对去毛刺工具的进给量进行自动调节。可见,通过对该去毛刺系统的设置和结构设计,使得该去毛刺系统可根据去毛刺工具所受摩擦力调节去毛刺工具的进给量,防止工件或去毛刺刀具受损,且具有加工精度高、加工质量好的优点。

进一步的方案是,去毛刺系统还包括客户端,客户端与本体电连接。

由上可见,该客户端可以是触摸显示器,可用于设定控制器的本体内的运行程序的相关参数;还可以是PC终端,既可用于设定控制器的本体的运行程序的相关参数,又可用于向控制器的本体写入运行程序。

更进一步的方案是,去毛刺系统还包括电源断路器,电源断路器分别与多条相线电连接。

由上可见,将电源断路器与第一电机的相线电连接,使得当第一电机的相线出现过电流的情况时,电流断路器能够自动断开,进而切断第一电机与电源的连接,进而对第一电机及去毛刺系统起到保护作用,防止第一电机、去毛刺系统及其他部件受损。

更进一步的方案是,去毛刺系统还包括配重气缸,配重气缸的座体与安装座固定连接,配重气缸的驱动端与去毛刺机构连接,配重气缸与本体电连接。

由上可见,由于第一电机、去毛刺工具等部件均具有较大的重量,使得若要推进机构具有足够的驱动力来驱动去毛刺机构进行移动,就需要增大第二电机的负载能力,从而导致第二电机的体积会被增大,而设置配重气缸,使得配重气缸能够辅助第二电机驱动去毛刺机构进行移动,从而在减小第二电机的体积的同时,保证第二电机能够满足驱动去毛刺机构移动的要求。

更进一步的方案是,去毛刺机构还包括连接架和连轴组件,连接架与第二电机的驱动端连接,第一电机的座体安装在连接架上,连轴组件的第一端与第一电机的驱动端连接,连轴组件的第二端与去毛刺工具连接。

由上可见,连接架和连轴组件能够扩大去毛刺机构的移动范围,使得去毛刺系统能够对不同尺寸的工件进行去毛刺处理,提高去毛刺系统的适用范围。

更进一步的方案是,推进机构还包括滚珠丝杠组件,滚珠丝杠组件包括丝杠和丝杠螺母,丝杠与第二电机的驱动端固定连接,丝杠螺母与丝杠螺纹连接,丝杠螺母与连接架固定连接。

由上可见,采用滚珠丝杠组件作为第二电机驱动去毛刺机构移动的执行组件,具有精度高的优点,使得第二电机能够对去毛刺机构的去毛刺工具的进给量进行精确调节,从而实现去毛刺工具的精确进给和自动补偿,提高工件的加工精度和加工质量。

更进一步的方案是,电流检测单元为电流互感器。

由上可见,电流互感器具有精度高、误差小的优先,采用电流互感器作为电流检测单元,能够提高电流检测单元的测量精度,进而提高推进机构的进给精度。

更进一步的方案是,第二电机为伺服电机。

由上可见,伺服电机具有速度可控、位置精度高等优点,且伺服电机的转子受输入信号控制,能够快速进行反应,使得第二电机能够及时根据电流检测单元检测到的电流及时对去毛刺机构的去毛刺工具的加工位置进行调节,保证推进机构的响应速度。

更进一步的方案是,去毛刺工具为毛刷或去毛刺刀具。

由上可见,去毛刺工具可以根据工件的实际加工需求进行更换,以满足工件的不同加工需求。

附图说明

图1是本实用新型基于电流控制的去毛刺系统实施例的省略部分组件后的结构图。

图2是本实用新型基于电流控制的去毛刺系统实施例的系统示意图。

图3是本实用新型基于电流控制的去毛刺加方法实施例的流程图。

图4是本实用新型基于电流控制的去毛刺加方法实施例的调整步骤的流程图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

基于电流控制的去毛刺系统实施例:

参照图1和图2,去毛刺系统100包括安装座1、去毛刺机构2、推进机构3、电流检测单元4、电流变送器5、控制器6、电源断路器7、配重气缸8以及客户端9。

其中,安装座1用于为去毛刺机构2和推进机构3提供安装位置,并且,安装座1还可用于与去毛刺设备的机架进行连接,进而使得去毛刺系统100能够安装到去毛刺设备的机架上。

去毛刺机构2包括第一电机21和去毛刺工具22,去毛刺工具22与第一电机21的驱动端连接,去毛刺机构2沿第一电机21的驱动端的轴向与安装座1可滑动地连接。具体地,去毛刺机构2还包括连接架23和连轴组件24,第一电机21的座体固定安装在连接架23上。连轴组件24包括筒体241、轴承组以及连杆,筒体241与连接架23固定连接,轴承组连接在筒体241和连杆之间,且连轴组件24的连杆的第一端与第一电机21的驱动端固定连接,连轴组件24的连杆的第二端与去毛刺工具22固定连接。设置连接架23和连轴组件24能够扩大去毛刺机构2的移动范围,使去毛刺系统100能够对不同尺寸的工件10进行去毛刺处理,提高去毛刺系统100的适用范围。优选地,去毛刺工具22为毛刷或去毛刺刀具,使得去毛刺工具22可以根据工件10的实际加工需求进行更换,以满足工件10的不同加工需求。

推进机构3用于驱动去毛刺机构2移动,使去毛刺机构2的去毛刺工具22向工件10移动,进而实现对工件10进行去毛刺加工。推进机构3包括第二电机31和滚珠丝杠组件32,第二电机31的座体固定安装在安装座1上,第二电机31的驱动端与去毛刺机构2连接,且第二电机31的驱动端的轴线平行于第一电机21的驱动端的轴线。具体地,滚珠丝杠组件32包括丝杠321和丝杠螺母322,丝杠321与第二电机31的驱动端固定连接,丝杠螺母322与丝杠321螺纹连接,且丝杠螺母322与连接架23固定连接。此外,安装座1沿丝杠321的轴向延伸地设置有导轨11,连接架23沿导轨11的延伸方向与导轨11可滑动地连接,导轨11对去毛刺机构2的滑动起到限位、导向的作用。

优选地,第二电机31为伺服电机,因为伺服电机具有速度可控、位置精度高等优点,且伺服电机的转子受输入信号控制,能够快速进行反应,所以采用伺服电机作为第二电机31,使得第二电机31能够及时根据电流检测单元4检测到的电流及时对去毛刺机构2进行驱动,进而对去毛刺工具22的加工位置进行调节,保证推进机构3的响应速度。而采用滚珠丝杆组件32作为第二电机31驱动去毛刺机构3移动的执行组件,具有调节精度高的优点,配合为伺服电机的第二电机31,能够对去毛刺机构2的去毛刺工具22的进给量进行精确调节,从而实现去毛刺工具22的精确进给和自动补偿,提高工件10的加工精度和加工质量。

电流检测单元4套装在去毛刺机构2的第一电机21的多条相线211中的一条上,电流检测单元4用于检测去毛刺机构2的第一电机21的当前负载电流。例如,当去毛刺工具22与工件10接触时,去毛刺工具22与工件10之间会产生摩擦,且当去毛刺工具22与工件10之间的摩擦力越大时,第一电机21的当前负载电流就越大,电流检测单元4即用于检测该当前负载电流,并将检测到的该当前负载电流发送至电流变送器5。电流变送器5与电流检测单元4电连接,电流变送器5用于将获取的电流检测单元4检测到的当前负载电流进行处理,并将该当前负载电流转换成标准模拟信号后,发送至控制器6的模数转换器62。优选地,电流检测单元4为电流互感器,因为电流互感器具有精度高、误差小的优先,所以采用电流互感器作为电流检测单元4,能够提高电流检测单元4的测量精度,进而提高推进机构3的进给精度。

控制器6包括本体61和模数转换器62,本体61分别与第一电机21、第二电机31、模数转换器62和配重气缸8电连接,模数转换器62与电流变送器5电连接。本体61用于存储和执行运行程序,并且,本体61还用于接收运行程序中的参数设置,如运行程序中的基准阈值的设置。模数转换器62在接收到电流变送器5输出的标准模拟信号后,将该模拟信号转成数字电流信号,然后通过控制器6的本体61对该数字电流信号与运行程序中预设的基准阈值进行比较,从而根据比较结果控制推进机构3,进而实现对去毛刺工具22的进给量进行自动调节。

客户端9与控制器6的本体61电连接,该客户端9可以是触摸显示器,可用于设定控制器6的本体61内的运行程序的相关参数,如基准阈值的设置;当然,该客户端9还可以是PC终端,既可用于设定控制器6的本体61内的运行程序的相关参数,又可用于向控制器6的本体61写入运行程序。

电源断路器7分别与去毛刺机构2的第一电机21的多条所述相线电连接,使得电源断路器7能够对第一电机21及其供电电路进行保护,使得当第一电机21的相线出现过电流的情况时,电流断路器7能够自动断开,进而切断第一电机21与电源的连接,进而对第一电机21及去毛刺系统100起到保护作用,防止第一电机2、去毛刺系统100及其他部件受损。

配重气缸8的座体与所述安装座1固定连接,配重气缸8的驱动端与去毛刺机构2的连接架23连接,由于第一电机21、去毛刺工具22等部件均具有较大的重量,使得若要推进机构3具有足够的驱动力来驱动去毛刺机构2进行移动,就需要增大第二电机31的负载能力,从而导致第二电机31的体积会被增大。而设置配重气缸8,使得配重气缸8能够辅助第二电机31驱动去毛刺机构2进行移动,从而在减小第二电机31的体积的同时,保证第二电机31能够满足驱动去毛刺机构2移动的要求。

基于电流控制的去毛刺加方法实施例:

本实用新型提供的基于电流控制的去毛刺加方法,其使用了上述实施例的去毛刺系统对工件进行去毛刺加工,以下结合图3和图4对去毛刺加方法进行介绍。

首先,执行步骤S1,即预设步骤,向本体写入运行程序,并预先设置基准阈值。具体地,可以通过客户端9来执行步骤S1,例如,当该客户端9为触摸显示器时,用户可以通过该触摸显示器进行运行程序的相关参数设置,例如基准阈值的设置、去毛刺工具22总进给量的设置、去毛刺工具22单次进给量的设置等。当该客户端9为PC终端时,用户可以通过该PC终端将运行程序的写入控制器6的本体61,以及可以通过该PC终端对运行程序进行编辑、修改等,当然,PC终端也可以进行运行程序的相关参数设置。

当完成步骤S1后,本体61即可运行上述运行程序,开始执行步骤S2,即执行步骤,推进机构根据运行程序驱动去毛刺机构的去毛刺工具向工件移动。此时,本体61根据运行程序的控制指令对推进机构3进行控制,使推进机构3驱动去毛刺机构2移动,进而使得去毛刺机构2的去毛刺工具22向工件10移动,并对工件10进行去毛刺处理。例如,推进机构3根据运行程序的指令控制去毛刺机构2的去毛刺工具22进行第一次进给。又例如,当去毛刺工具22完成第一次进给后,推进机构3根据运行程序的指令控制去毛刺机构2的去毛刺工具22进行第二次进给。

在执行步骤S2的同时,可以执行步骤S3,即采样步骤,电流检测单元对第一电机的当前负载电流进行检测,电流变送器获取电流检测单元检测的当前负载电流,并将当前负载电流转换成标准模拟信号后发送至模数转换器,模数转换器将标准模拟信号转换成数字电流信号。

由于第一电机21是用于驱动去毛刺工具22转动,使得当去毛刺工具22与工件10接触时,去毛刺工具22与工件10之间的摩擦力会影响第一电机21的负载电流,并且当去毛刺工具22与工件10之间的摩擦力越大时,第一电机21的负载电流也越大。而电流检测单元4通过与第一电机21的相线连接,用于获取第一电机21的当前负载电流,并将获取的当前负载电流发送到电流变送器5,使电流变送器5将该当前负载电流转换成标准模拟信号,再然后将该标准模拟信号发送至控制器6的模数转换器62。模数转换器62在获取该标准模拟信号后,将该标准模拟信号转换成数字电流信号并发送至控制器6的本体61。

当然,在推进机构3驱动去毛刺机构2向工件10移动时,去毛刺机构2的第一电机21具有一段空载期,故步骤S3亦可以在推进机构3开始驱动去毛刺机构2向工件10移动到去毛刺机构2的去毛刺工具22与工件10接触前这段时间内才开始执行。

在步骤S3完成后,执行步骤S4,即调整步骤,本体获取数字电流信号后,对基准阈值和数字电流信号进行比较,并根据比较结果调节推动机构的进给量。即控制器6的本体61在获取模数转换器62发送的数字电流信号后,根据运行程序的指令对数字电流信号与基准阈值的值进行比较,并根据比较的结果来控制去毛刺机构2的去毛刺工具22与工件10之间的相对位置,进而对去毛刺工具22与工件10之间的摩擦力进行调节,使得去毛刺工具22能够处于一个较优的加工位置,继而保证工件10的加工精度和加工质量。

具体地,参照图4,在执行调整步骤时,具体执行内容如下:

首先,执行步骤S41,判断数字电流信号是否大于基准阈值。若是,则执行步骤S42,本体控制控制推进机构驱动去毛刺机构朝远离工件的方向移动。例如,当工件10的尺寸大于预先模拟或预先设置的工件的尺寸,这时,当推进机构3以运行程序的指令驱动去毛刺机构2向工件10移动,由于工件10的尺寸大于预先模拟或预先设置的工件的尺寸,使得去毛刺机构2的去毛刺工具22对工件10的实际进给量大于预先模拟或预先设置的标准进给量,此时,去毛刺工具22与工件10之间的摩擦力会偏大,导致第一电机21的负载电流大于正常加工的负载电流,并对工件10的加工精度和加工质量造成影响,不利于对工件10进行去毛刺处理。而当电流检测单元4将第一电机21的该当前负载电流通过电流变送器5发送至控制器6的模数转换器62后,模数转换器62将该当前负载电流处理成数字电流信号并发送给本体61,使得本体61对该数字电流信号与预设的基准阈值进行比较,此时,该数字电流信号的值会大于基准阈值的值,进而本体1会根据运行程序控制推进机构3,使推进机构3驱动去毛刺机构2朝远离工件10的方向移动,以减小去毛刺刀具22与工件10之间的摩擦力,保证工件10的加工精度、加工质量和加工的一致性。

这里需要说明的是,第一电机21空载时所对应的数字电流信号的值恒小于基准阈值的值。此外,所述的基准阈值的值可以是一个确定值,也可以是一个范围值,因为每一个测量值均会存在一定的测量误差,故这里不对基准阈值做具体限定。

当判断数字电流信号小于或等于基准阈值时,执行步骤S43,判断数字电流信号是否等于基准阈值。若是,则执行步骤S44,本体控制推进机构保持去毛刺机构的当前位置。因为,若数字电流信号的值等于基准阈值的值,即说明当前的去毛刺工具22处于一个较佳的加工位置,且去毛刺工具22与工件10之间的摩擦力适中,故本体61会根据运行程序控制推进机构3保持去毛刺机构2的当前位置。

若步骤S43判断数字电流信号不等于基准阈值,则说明数字电流信号小于基准阈值,此时,执行步骤S45,本体控制推进机构驱动去毛刺机构朝靠近工件的方向移动。例如,当工件10的尺寸小于预先模拟或预先设置的工件的尺寸,这时,当推进机构3以运行程序的指令驱动去毛刺机构2向工件10移动,由于工件10的尺寸小于预先模拟或预先设置的工件的尺寸,使得去毛刺机构2的去毛刺工具22对工件10的实际进给量小于预先模拟或预先设置的标准进给量,此时,去毛刺工具22与工件10之间的摩擦力会偏小,即去毛刺工具22与工件10的接触面过小,去毛刺工具22的加工位置过高,导致第一电机21的负载电流小于正常加工的负载电流,会对工件10的加工精度和加工质量造成影响,不利于对工件10进行去毛刺处理。而当电流检测单元4将第一电机21的该当前负载电流通过电流变送器5发送至控制器6的模数转换器62后,模数转换器62将该当前负载电流处理成数字电流信号并发送给本体61,使得本体61对该数字电流信号与预设的基准阈值进行比较,此时,该数字电流信号的值会小于基准阈值的值,进而本体1会根据运行程序控制推进机构3,使推进机构3驱动去毛刺机构2朝靠近工件10的方向移动,以增大去毛刺刀具22与工件10之间的摩擦力,使得去毛刺工具22与工件10之间有适当的摩擦力,以保证工件10的加工精度、加工质量和加工的一致性。

当然,数字电流信号的值小于基准阈值的值还有一种情况,即当去毛刺工具22对该工件10完成去毛刺加工时,去毛刺工具22与工件10之间的摩擦力会趋近于零,即此时的第一电机21的负载电流会趋近于空载电流,此时,本体61同样会根据运行程序控制推进机构3,使推进机构3驱动去毛刺机构2朝靠近工件10的方向移动,以继续完成本阶段的去毛刺工具22的进给或继续完成下一阶段的去毛刺工具22 的进给。

此外,调整步骤还包括当本体61控制推进机构3驱动去毛刺机构2朝远离工件10的方向移动时,本体61同时控制配重气缸8的驱动端沿配重气缸8的推程方向移动;当本体61控制推进机构3驱动去毛刺机构2朝靠近工件10的方向移动时,本体61控制配重气缸8的驱动端沿配重气缸8的回程方向移动。执行该步骤的原因在于:由于第一电机21、去毛刺工具22等部件均具有较大的重量,使得若推进机构3要具有足够的驱动力来驱动去毛刺机构2进行移动,就需要增大第二电机31的负载能力,从而导致第二电机31的体积会被增大,而设置配重气缸8,使得当第二电机31驱动去毛刺机构2靠近工件10时,辅助第二电机31对去毛刺机构2进行下移;当第二电机31驱动去毛刺机构2远离工件10时,辅助第二电机31对去毛刺机构2进行上移,从而在减小第二电机31的体积的同时,保证第二电机31能够满足驱动去毛刺机构2移动的要求。

在完成步骤S4后,执行步骤S5,判断去毛刺刀具22的总进给量是否达到设定的总进给量。由于部分工件的去毛刺加工是通过分阶段进给的方式进行,而上述步骤S3和步骤S4是针对某一阶段的第一电机21的当前负载电流进行采样和对去毛刺机构2的位置进行调节,故在完成步骤S3和步骤S4的操作后,需要判断工件10是否完成去毛刺处理,即若工件10是采用分阶段进给的方式进行去毛刺处理,需要通过判断去毛刺工具22的总进给量是否已经达到设定的工件完成去毛刺加工需要的总进给量,若是,则结束对工件10的去毛刺加工。否则执行步骤S6,推进机构驱动去毛刺工具进行下一阶段的进给。即,当去毛刺机构2完成某一阶段的去毛刺加工后,还没有完成工件10的去毛刺处理时,推进机构3会驱动去毛刺机构2的去毛刺刀具22进行下一阶段的进给,继续完成对工件10的去毛刺加工,直至去毛刺工具22的总进给量达到设定的总进给量为止。当然,每一个去毛刺工具22的去毛刺阶段的去毛刺机构2的位置调节还是根据步骤S3和步骤S4对去毛刺机构2的去毛刺工具22的加工位置进行调节,以保证每一个去毛刺阶段对工件10的加工质量、加工精度以及加工的一致性,故这里不再进行赘述。

综上可见,控制器6的本体61能够根据运行程序的指令,并结合电流检测单元4检测到的第一电机21的当前负载电流对去毛刺机构2的去毛刺工具22的加工位置进行调节,继而使得去毛刺工具22与工件10之间能够保持适当的摩擦力,保证了工件10的加工质量、加工精度以及加工的一致性。此外,通过本实施例的去毛刺加工方法还能够对去毛刺工具22进行精准的磨损补偿,解决现有技术只能依靠设备设计者的工作经验来对去毛刺工具22的磨损补偿进行调节的缺点,进一步保证了工件10的加工质量和加工精度。

本实用新型通过对基于电流控制的去毛刺系统的设置和结构设计,使得去毛刺系统具有可根据去毛刺工具所受摩擦力调节去毛刺工具进给量,防止工件或去毛刺刀具受损,且具有加工精度高、加工质量好的优点,而采用本实用新型提供的去毛刺加工方法能够实现去毛刺工具所受摩擦力调节去毛刺工具进给量,进而防止工件或去毛刺刀具受损,提高工件的加工精度和加工质量。

最后需要强调的是,以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种变化和更改,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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