方榮精機(jī)工業(yè)有限公司矯直機(jī)生產(chǎn)廠家,矯直機(jī)又稱：調(diào)直機(jī)，矯正機(jī)，校直機(jī)等，今天為朋友分享自動矯直機(jī)的工作原理

1 自動矯直機(jī)的工作原理

本論文設(shè)計的自動矯直機(jī)采用壓點式矯直原理，由左右兩個V型塊作為支點，加載機(jī)構(gòu)驅(qū)動壓頭對待矯軸進(jìn)行加壓，使待矯軸發(fā)生彈塑性變形消除待矯軸的彎曲變形而實現(xiàn)矯直。

圖3-1矯直原理示意圖

1.工件主動驅(qū)動支撐組件2. 支架3. v型塊及導(dǎo)軌4. 數(shù)字千分表5.待矯軸

6.液壓沖頭7.可動支承8.從動回轉(zhuǎn)及支承組件9.工作臺

當(dāng)待矯軸放入V型塊后，氣缸運動推動從動回轉(zhuǎn)中心將待矯軸頂緊，然后由步進(jìn)電機(jī)帶動待矯軸轉(zhuǎn)動，每旋轉(zhuǎn)一個分度，數(shù)字千分表檢測待矯軸該位置的跳動度并通過RS-232串行總線傳送給單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。經(jīng)過對待矯軸進(jìn)行試驗發(fā)現(xiàn)，96%以上的待矯軸的為弓型變形，只需在待矯軸上找出合適的位置實施單點矯直即可達(dá)到要求。

2 矯直機(jī)工件的定位與檢測元件設(shè)計

工件的準(zhǔn)確定位與檢測是保證矯直機(jī)精度的基礎(chǔ)。主動回轉(zhuǎn)中心和從動回轉(zhuǎn)中心為安裝有精密軸承的頂針構(gòu)成。當(dāng)待矯軸放入V型塊后，氣缸推動從動回轉(zhuǎn)中心使主、從回轉(zhuǎn)中心的頂針將待矯軸夾持并頂緊。步進(jìn)電機(jī)運動通過主動回轉(zhuǎn)中心帶動待矯軸一起旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一周的過程中，數(shù)字千分表檢測出跳動度值，并由步進(jìn)電機(jī)步數(shù)記錄相應(yīng)的相位，根據(jù)檢測結(jié)果判斷待矯軸的最大彎曲量及其位置。當(dāng)工件旋轉(zhuǎn)測量時，主、從回轉(zhuǎn)中心的軸線為測量基準(zhǔn)，頂針和工件一起旋轉(zhuǎn)，數(shù)字千分表所檢測的工件表面跳動度值是相對于工件兩端頂針孔連線的跳動量，因此對頂針的旋轉(zhuǎn)跳動精度要求很高，這樣才能保證測量的重復(fù)精度。

本文對待矯軸跳動度的測量，沒有采用位移傳感器和角度傳感器組合的方式，生產(chǎn)的電子數(shù)顯千分表(下文稱“數(shù)字千分表”)進(jìn)行檢測，如圖3-2所示，其量程為0—12mm，分辨率為0.001mm 。

3-2數(shù)字表分表

與傳統(tǒng)的位移傳感器和角度傳感器組合的測量方式相比，采用數(shù)字千分表大大簡化了系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)處理過程，單片機(jī)的串口通過RS-232總線直接與數(shù)字千分表進(jìn)行通信，讀取數(shù)字千分表采樣的跳動度數(shù)據(jù)，千分表完成數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)換處理，而且數(shù)字千分表精度可達(dá)0.001 mm，完全能夠滿足檢測條件。

加載過程中，矯直行程采用千分表進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控，方榮精機(jī)工業(yè)有限公司根據(jù)千分表當(dāng)前檢測的跳動度值和初始值的差作為矯直行程。與傳統(tǒng)的通過控制驅(qū)動元件運動而控制行程的方式相比，通過千分表數(shù)據(jù)變化實時控制步進(jìn)電機(jī)運動而控制矯直行程的方法有效地避免了由于傳動機(jī)構(gòu)引起的誤差。

為了增大矯直機(jī)的矯直范圍，使矯直機(jī)在一定范圍內(nèi)能滿足不同規(guī)格的待矯軸的矯直要求，設(shè)計過程中將v型塊設(shè)計成易于更換的模塊，針對不同規(guī)格的待矯軸設(shè)計不同規(guī)格的v型塊;v型塊支座和千分表支座的位置可以根據(jù)需要在底板上沿待矯軸的方向進(jìn)行調(diào)整，以滿足不同長度的軸的矯直。

表3－1  MS-1型稱重傳感器及主要技術(shù)參數(shù)

 量程((kg)2.5×103

靈敏度(mV/V)2.00±0.01

輸入電阻(Ω)385±10

輸出電阻(Ω)350±3

供橋電壓(V)10

在兩個V型塊支座下方分別安裝一個稱重力傳感器，實現(xiàn)對施加在待矯軸上的載荷的檢測。重傳感器，主要技術(shù)參數(shù)如表3－1所示。該傳感器采用鋼制“S”型結(jié)構(gòu)，具有輸出特性好、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便等優(yōu)點。

3 矯直機(jī)構(gòu)驅(qū)動元件的選擇

步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的控制元件。在非超載(或稱非失步)的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響。由于步進(jìn)電機(jī)具有體積小、力矩大、低速平穩(wěn)高速性好且易于控制等特點，因此步進(jìn)電機(jī)在速度、位置等控制領(lǐng)域使用非常普遍。

滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是一個以滾珠作為滾動媒介的滾動螺旋傳動體系。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)的傳動效率高達(dá)90%-98%，為傳統(tǒng)的滑動絲杠系統(tǒng)的2～4倍，且能以較小的扭矩得到較大的推力，亦可由直線運動轉(zhuǎn)為旋轉(zhuǎn)運動(運動可逆)。滾珠絲杠傳動系統(tǒng)為點接觸滾動運動，工作中摩擦阻力小、靈敏度高、啟動時無顫動、低速時無爬行現(xiàn)象，因此可精密地控制微量進(jìn)給。此外滾珠絲杠還具有高精度、高耐用性、同步性好、高可靠性等優(yōu)點。采用滾珠絲杠傳動系統(tǒng)作為傳動體系是非常理想的選擇。

本設(shè)計中選用的滾珠絲杠為：公稱直徑為25mm;導(dǎo)程6mm。根據(jù)絲杠理論容許軸向載荷計算公式

                         （3-1）

其中：Fk—絲杠理論容許軸向載荷(N);

d2—絲杠螺紋底徑(mm)本設(shè)計中選用的絲杠d2=23mm;

 —支承系數(shù)，本系統(tǒng)絲杠采用固定一自由的安裝方式， -2.6;

  —軸承與螺母間的距離(mm),  =32mm;

由以上參數(shù)計算得Fk=266×104N, 為了使用的安全性，絲杠工作容許軸向載荷應(yīng)為絲杠理論容許軸向載荷的50%,則絲杠工作容許軸向載荷 ,因此所采用的絲杠能滿足矯直要求。

4 液壓矯直機(jī)的工作過程

當(dāng)被矯直軸類零件上臺以后，矯直機(jī)啟動矯直過程。先由傳感器檢測出軸類零件的彎曲情況，檢測數(shù)據(jù)交由控制系統(tǒng)加工處理，然后由控制系統(tǒng)控制各電機(jī)的動作，完成矯直過程。即先由電機(jī)驅(qū)動導(dǎo)輪使零件的最大彎曲處豎直向上，再由電機(jī)驅(qū)動壓力機(jī)小車將壓頭移到零件最大彎曲處，然后壓頭壓下完成第一次矯直過程。完成第一次矯直過程后，進(jìn)行檢測。如果檢測結(jié)果顯示軸類零件的彎曲情況在允許范圍內(nèi)，停機(jī)，完成本次矯直工作；如果檢測結(jié)果顯示矯直后的軸類零件不合格，則重復(fù)以上的矯直工作，直到軸類零件的彎曲在允許范圍內(nèi)。液壓矯直機(jī)的工作過程可用框圖4-1表示。

圖4-1液壓矯直機(jī)工作過程框圖

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