一種環模喇叭口自動加工機床的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種環模喇叭口自動加工機床，它包括機架（1）和X軸分度裝置（2）、Y軸分行裝置（3）、Z軸進給裝置（4）和鉆削動力頭（5），鉆削動力頭（5）安裝在Z軸進給裝置（4）上，鉆削動力頭（5）前端安裝鉆削刀具（6），X軸分度裝置（2）包括設置在機架（1）上的安裝座、設置在安裝座上的第一、第二分度輥（22、23）以及驅動第一分度輥（22）的X軸伺服電機（21），X軸伺服電機（21）與第一分度輥（22）之間設置有低側隙精密減速機（24）和剛性聯軸器（25），第一、第二分度輥（22、23）上設置有淬硬滾花（26）。本實用新型的有益效果是：它具有效率高、定位和鉆削精度高和人力成本低的優點。
【專利說明】—種環模喇叭口自動加工機床
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環模自動加工裝置，特別是一種環模喇叭口自動加工機床。
【背景技術】
[0002]環模顆粒機廣泛應用于飼料的加工、秸桿木屑等生物質能的顆粒成型、復合肥的生產、萬壽菊顆粒壓制、石油及塑料粒子的生產中。不同物料選用不同的制粒機，但其核心部分是制粒機環模。它對提高產品品質和產量，降低能耗(制粒能耗占整個車間總能耗30%-35%)，減少生產成本(環模損耗一項費用占整個生產車間的維修費25% -30%以上)等方面影響極大。
[0003]隨著國民經濟的增長，人民生活水平的提高，市場對各種飼料的需求不斷上升，飼料廠對顆粒機主要易損件——環模的需求也不斷增長，其質量的好壞直接影響飼料生產者的生產成本和飼料顆粒品質。據不完全統計,環模損耗費占整個生產車間的維修費的30%以上，飼料顆粒品質的好壞更是對飼料的銷售產生極大的影響。可見，環模的加工質量對飼料生產者來說是極關重要的。
[0004]環模是一種多孔性環形易損件，壁薄，模孔密布，裝配尺寸精度高。隨著市場經濟的不斷發展，中國世貿組織的加入，只有價廉物美的飼料才具有市場競爭力。對于飼料生產者來說，降低生產成本和提高飼料顆粒品質是迫切需要的，而這些品質的高低很大程度上由環模的品質進行根本保證
[0005]環模模孔常規加工工藝:先在專用槍鉆機床上分度加工模孔后，再在倒角機床上兩次裝夾分度加工內圓喇叭口。由于存在兩次裝夾誤差，長期以來很難實現可靠的自動化加工。通常采用手動簡易設備加工，質量可控性差，勞動強度大，2013年國內出現了數控系統控制的簡易環模自動倒角機床，效率和自動化得到提高(專利號201320280525)，但在解決兩次裝夾誤差，提高模孔定位精度上沒有突破。我公司設計和制造了一款環模喇叭口自動加工機床，采用PLC+HMI控制，參數化操作，同時采用了特殊的機械設計配套創新的誤差自動修正算法程序成功實現了環模模孔的兩次裝夾準確定位。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種效率聞、定位精度聞和人力成本低的環模喇叭口自動加工機床。
[0007]本實用新型的目的通過以下技術方案來實現:一種環模喇叭口自動加工機床，它包括機架和設置在機架上X軸分度裝置、Y軸分行裝置和Z軸進給裝置，它還包括一鉆削動力頭，所述的鉆削動力頭安裝在Z軸進給裝置上，并與Z軸進給裝置垂直，鉆削動力頭前端安裝有鉆削刀具，所述的X軸分度裝置包括兩對稱設置在機架上的安裝座、旋轉設置在安裝座上并平行的第一分度輥和第二分度輥以及驅動第一分度輥的X軸伺服電機，所述的X軸伺服電機與第一分度輥之間設置有一低側隙精密減速機和剛性聯軸器，所述的第一、第二分度輥、上設置有淬硬滾花。
[0008]所述的Y軸分行裝置包括一設置在機架I上的槽形安裝座，槽形安裝座的兩側邊對稱設置有兩相互平行的Y軸線軌，Y軸線軌上設置有一 Y軸拖板，槽形安裝座上設置有Y軸絲桿，并在槽形安裝座一端的位置上設有能驅動該Y軸絲桿的Y軸伺服電機。
[0009]所述的Z軸進給裝置包括包括一槽形安裝座、設置在槽形安裝座上的Z軸絲杠和驅動Z軸絲杠的Z軸伺服電機，槽形安裝座的的左側邊對稱設置有兩平行的Z軸線軌，Z軸線軌上設置有一 Z軸拖板，鉆削動力頭安裝在Z軸托板上，所述的槽形安裝座豎直安裝在Z軸托板上。
[0010]所述的鉆削刀具設計為內藏式。
[0011]它還包括一數控裝置和自動測量環模直徑的測量裝置，所述的測量裝置與數控裝置電性連接
[0012]本實用新型具有以下優點:本實用新型具有以下優點:
[0013]一、采用三軸聯動，數控操作，操作參數化、靈活簡單，減低了對操作者的要求。
[0014]二、環模不需要二次裝夾，節約了加工時間，提高了生產效率，且全過程為全自動化加工，節省了人工，降低了生產成本，進一步的提高了生產效率。
[0015]三、誤差的自動測量和補償分配，使環模的定位和鉆削精度得到高，進而產品質量得到提聞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型的主視示意圖
[0017]圖2為本實用新型的俯視示意圖
[0018]圖3為本實用新型的左視示意圖
[0019]圖4為第一分度輥與X軸伺服電機連接示意圖
[0020]圖中，1-機架，2-X軸分度裝置，3-Y軸分行裝置，4-Z軸進給裝置，5_鉆削動力頭，6-鉆削刀具，21-X軸伺服電機，22-第一分度輥，23-第二分度輥，24-低側隙精密減速機，25-剛性聯軸器，26-淬硬滾花，31-Y軸伺服電機，32-Y軸線軌，33-Y軸絲杠，34-Y軸拖板，41-Z軸伺服電機，42-Z軸線軌，43-Z軸拖板。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本實用新型做進一步的描述，本實用新型的保護范圍不局限于以下所述:如圖廣圖3所示，一種環模喇叭口自動加工機床，它包括機架I和設置在機架上X軸分度裝置2、Y軸分行裝置3和Z軸進給裝置4，它還包括一鉆削動力頭5，所述的鉆削動力頭5安裝在Z軸進給裝置4上，并與Z軸進給裝置4垂直，鉆削動力頭5前端安裝有鉆削刀具6，鉆削刀具6設計為內藏式，所述的X軸分度裝置2包括兩對稱設置在機架I上的安裝座、旋轉設置在安裝座上并平行的第一分度輥22和第二分度輥23以及驅動第一分度輥22的X軸伺服電機21，如圖4所示，所述的X軸伺服電機21與第一分度輥22之間設置有一低側隙精密減速機24和剛性聯軸器25，所述的第一、第二分度輥22、23上設置有淬硬滾花26，淬硬滾花26經氮化后精密磨削外圓，即保證了第一、第二分度輥22、23外徑尺寸恒定又有效防止了與零件表面打滑，避免了如采用彈性膠輥時出現的分度輥外徑尺寸隨工件重量動態變化的弊端。
[0022]在本實施例中，所述的Y軸分行裝置3包括一設置在機架I上的槽形安裝座，槽形安裝座的兩側邊對稱設置有兩相互平行的Y軸線軌32，Y軸線軌32上設置有一 Y軸拖板34，槽形安裝座上設置有Y軸絲桿33，并在槽形安裝座一端的位置上設有能驅動該Y軸絲桿33的Y軸伺服電機31，Y軸伺服電機31驅動Y軸絲杠33轉動，然后Y軸絲杠33再帶動Y軸拖板34沿Y軸線軌32移動，從而使安裝在Y軸線軌32上的Z軸進給裝置4沿Y軸線軌32方向來回移動。
[0023]在本實施例中，所述的Z軸進給裝置4包括包括一槽形安裝座、設置在槽形安裝座上的Z軸絲杠和驅動Z軸絲杠的Z軸伺服電機41，槽形安裝座的的左側邊對稱設置有兩平行的Z軸線軌42，Z軸線軌42上設置有一 Z軸拖板43，鉆削動力頭5安裝在Z軸托板43上，所述的槽形安裝座豎直安裝在Z軸托板43上，Z軸伺服電機41驅動Z軸絲杠轉動，從而帶動Z軸拖板43沿Z軸線軌42上下移動，進一步也就實現了鉆削動力頭5的Z向進給。
[0024]在本實施例中，它還包括一數控裝置和自動測量環模直徑的測量裝置，所述的測量裝置與數控裝置電性連接。
[0025]本實用新型的工作過程如下:鉆削動力頭5安裝在Z軸拖板上通過Z軸伺服電機41和Z軸絲杠驅動，從而實現鉆削刀具6的上下進給運動，鉆削刀具6設計為內藏式，便于伸進環模內環。Z軸進給裝置安裝在Y軸拖板34上，并通過Y軸伺服電機31和Y軸絲桿33驅動，從而實現了鉆削刀具6的前后運動。環模的最大外圓放置在X軸分度裝置2上的第一、第二分度輥22、23上，并隨第一、第二分度輥22、23的轉動而實現了孔位的分度定位。伺服電機驅動控制通過三菱PLC+HMI實現，實現加工只需在HMI輸入環模的孔數、行數、最大外圓直徑、倒角的速度和深度即可加工，參數化加工大大減低了操作要求。為了消除分度輥與環模的打滑誤差和回轉誤差，機械上采用了淬硬滾花并經過精密磨削的分度輥，淬硬滾花26經氮化后精密磨削外圓，即保證了第一、第二分度輥22、23外徑尺寸恒定又有效防止了與零件表面打滑，避免了如采用彈性膠輥時出現的分度輥外徑尺寸隨工件重量動態變化的弊端；程序編制上采用誤差自動補償和分配的思路:通過試分度后由系統自動計算出補償后的自適應分度參數并轉化為工件的最大外圓修正尺寸，其詳細的誤差補償和分配技術方案如下:
[0026]環模模孔加工工藝:環模先加工模孔，工件繞數控轉臺中心回轉分度，模孔加工完后將環模重新裝夾在分度輥上，通過分度輥旋轉帶動環模旋轉再次分度，顯然兩次裝夾的基準不重合，而分度輥傳動也會產生打滑誤差，因此加工喇叭口時孔的再次定位就成了難題。通過實驗表明，當工件重量一定，分度輥旋轉的速度和加速度恒定時，分度輥傳動分度一次時產生的誤差也是恒定的。因此只要測出分度一次的誤差并進行補償或抑制即可滿足定位精度要求
[0027]誤差的自動測量和補償分配方法:任意孔分度坐標值A的確定根據傳動關系有:A= (k D i N) /(n d)公式 I, D= (An d) / (k i N)公式 2
[0028]A:任意孔分度的絕對坐標值單位pis
[0029]D:環模最大裝夾直徑尺寸單位mm
[0030]η:環模一周的孔數單位個
[0031]d:輥筒直徑單位mm
[0032]1:傳動比
[0033]K:伺服電機旋轉一圈所需脈沖數單位pis
[0034]N:當前的孔位
[0035]將公式I和2寫入控制程序。操作者在人機界面上寫入參數:D和η。
[0036]根據公式I進行試分度，分度設定點到達后，當前分度坐標為Α，此時必然有誤差產生，通過手輪手搖脈沖找正孔位，找正后實際坐標調整為Al，在人機上設計“誤差自動修正”按鈕，操作者按下后程序通過公式2將Al引入并計算出修正后的環模外圓理論直徑D1，在接下來的分度加工中，任意孔的分度坐標按公式I引入Dl值計算，需要說明的是試分度的設定數越大，修正的精度越高。
[0037]實踐加工表明，在程序中采用誤差自動補償和分配的控制方法后，達到了環模模孔2次裝夾重復定位的精度要求，解決了此類加工的難題，同時實現了操作簡單化。
【權利要求】
1.一種環模喇叭口自動加工機床，它包括機架(1)和設置在機架上X軸分度裝置(2)、Y軸分行裝置(3)和Z軸進給裝置(4)，其特征在于:它還包括一鉆削動力頭(5)，所述的鉆削動力頭(5)安裝在Z軸進給裝置(4)上，并與Z軸進給裝置(4)垂直，鉆削動力頭(5)前端安裝有鉆削刀具(6)，所述的X軸分度裝置(2)包括兩對稱設置在機架(1)上的安裝座、旋轉設置在安裝座上并平行的第一分度輥(22)和第二分度輥(23)以及驅動第一分度輥(22)的X軸伺服電機(21),所述的X軸伺服電機(21)與第一分度棍(22)之間設置有一低側隙精密減速機(24)和剛性聯軸器(25)，所述的第一、第二分度輥(22、23)上設置有淬硬滾花(26)。
2.根據權利要求1所述的一種環模喇叭口自動加工機床，其特征在于:所述的Y軸分行裝置(3)包括一設置在機架(1)上的槽形安裝座，槽形安裝座的兩側邊對稱設置有兩相互平行的Y軸線軌(32)，Y軸線軌(32)上設置有一 Y軸拖板(34)，槽形安裝座上設置有Y軸絲桿(33)，并在槽形安裝座一端的位置上設有能驅動該Y軸絲桿(33)的Y軸伺服電機(31)。
3.根據權利要求2所述的一種環模喇叭口自動加工機床，其特征在于:所述的Z軸進給裝置(4)包括一槽形安裝座、設置在槽形安裝座上的Z軸絲杠和驅動Z軸絲杠的Z軸伺服電機(41)，槽形安裝座的的左側邊對稱設置有兩平行的Z軸線軌(42)，Z軸線軌(42)上設置有一 Z軸拖板(43)，鉆削動力頭(5)安裝在Z軸托板(43)上，所述的槽形安裝座豎直安裝在Z軸托板(43)上。
4.根據權利要求1所述的一種環模喇叭口自動加工機床，其特征在于:所述的鉆削刀具(6)設計為內藏式。
5.根據權利要求1所述的一種環模喇叭口自動加工機床，其特征在于:它還包括一數控裝置和自動測量環模直徑的測量裝置，所述的測量裝置與數控裝置電性連接。
【文檔編號】B23B41/00GK204035617SQ201420503890
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月3日 優先權日:2014年9月3日
【發明者】蔣紅光, 李迅, 鄧國輝 申請人:四川迅雷威機械制造有限公司