專利名稱：一種磁斥力自動恒壓進給裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械磨削加工領域，特別是涉及一種磁斥力自動恒壓進給裝置。
背景技術：
恒壓進給裝置廣泛應用于機械磨削加工領域，如精密磨削加工機床、磨耗比測定儀等。目前，恒壓進給裝置主要采用液壓方式(液壓油缸)和機械(彈簧、杠桿)方式實現。 采用液壓油缸方式實現恒壓進給的主要缺點是液壓系統各部件之間相對運動的阻尼大，力的傳遞復雜，反應慢，且不能精確實現較小進給的恒壓控制。通過彈簧和杠桿等機械裝置實現的恒壓進給方式機械結構復雜，壓力控制不準確，且不能實現無級調壓和柔性進給。在自動或半自動磨削機床上，由于磨削加工是一種精加工方法，一般加工余量較小，要求保證較高的加工精度和表面粗糙度就需要具有運動靈活、控制精確的恒壓自動進給系統。
實用新型內容(一 )要解決的技術問題本實用新型要解決的技術問題是提供一種運動靈活、控制精確的恒壓自動進給系統。( 二 )技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種磁斥力自動恒壓進給裝置，其包括 底座1，設置在所述底座1上的磁斥力進給機構，驅動所述磁斥力進給機構運動的驅動機構和控制所述驅動機構動作的恒壓進給控制系統。其中，所述磁斥力進給機構包括前級移動單元和后級移動單元；所述前級移動單元包括安裝在所述底座1上的前級移動座5，與所述前級移動座 5前端相連接的工件夾具3，以及固定在所述前級移動座5后端的前級磁鐵7 ；所述后級移動單元包括安裝在所述底座1上的后級移動座13，安裝在所述后級移動座13前端的壓力檢測部件，以及安裝在所述壓力檢測部件前端的后級磁鐵16。其中，所述驅動機構包括步進馬達12，其通過聯軸器10和滾珠絲杠9與所述后級移動座13連接。其中，所述恒壓進給控制系統與所述步進馬達12連接。其中，所述前級移動座5和后級移動座13分別通過前級導軌6和后級導軌8安裝在所述底座1上，所述前級導軌6和后級導軌8為交叉圓柱滾子導軌。其中，所述夾具3與所述前級移動座5前端通過轉接軸4連接。其中，所述壓力檢測部件包括安裝在所述后級移動座13前端的壓力傳感器14， 和設置在所述壓力傳感器14和后級磁鐵16之間的壓力塊15。其中，所述后級移動座13后端安裝有滾珠絲杠螺母，所述滾珠絲杠螺母與所述滾珠絲杠9連接。[0017]其中，所述底座1上設置有馬達安裝座11，所述步進馬達12安裝在所述馬達安裝座11上。其中，所述前級磁鐵7和后級磁鐵16的相對面設置為相同磁性。(三)有益效果上述技術方案所提供的磁斥力自動恒壓進給裝置，利用同極性磁鐵互斥的原理， 通過實時控制前后級磁鐵的位置以及它們之間的距離來控制前后級移動座之間的互斥力， 由于該力直接通過工件作用于磨削工具，因此可實現工件的恒壓柔性進給，本實用新型裝置摩擦阻力矩小、運動靈活、傳動效率高、精度高，且結構簡單，操作方便。
圖1是本實用新型實施例的磁斥力自動恒壓進給裝置的結構主視圖；圖2是本實用新型實施例的磁斥力自動恒壓進給裝置的結構側視圖；圖3是本實用新型實施例的磁斥力自動恒壓進給裝置的控制流程示意圖。其中，1 底座；2 地腳；3 夾具；4 轉接軸；5 前級移動座；6 前級導軌；7 前級磁鐵；8 后級導軌；9 滾珠絲杠；10 聯軸器；11 馬達安裝座；12 步進馬達；13 后級移動座；14 壓力傳感器；15 壓力塊；16 后級磁鐵。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。參照圖1和圖2，為本實用新型實施例的磁斥力自動恒壓進給裝置的結構主視圖和俯視圖，該裝置主要包括用于支撐整個裝置的若干個地腳2、設置在地腳2上的底座1、設置在底座1上的磁斥力進給機構、驅動磁斥力進給機構運動的驅動機構和控制驅動機構動作的恒壓進給控制系統。其中，磁斥力進給機構包括前級移動單元和后級移動單元。前級移動單元包括前級移動座5、前級導軌6、前級磁鐵7、夾具3以及轉接軸4 ；前級移動座5通過前級導軌6安裝在底座1上，前級移動座5的前端通過轉接軸4與工件夾具3相連接，前級磁鐵7通過磁鐵固定套(圖中未示出)固定在前級移動座5的后端；后級移動單元包括后級移動座13、 后級導軌8、后級磁鐵16以及壓力檢測部件；后級移動座13通過后級導軌8安裝在底座1 上，后級移動座13的前端設置壓力檢測部件，壓力檢測部件的前端設置后級磁鐵16 ；壓力檢測部件包括安裝在后級移動座13前端的壓力傳感器14和設置在壓力傳感器14前端的壓力塊15。驅動磁斥力進給機構運動的驅動機構包括安裝在馬達安裝座11上的步進馬達 12，馬達安裝座11安裝在底座1上，步進馬達12通過聯軸器10和滾珠絲杠9與后級移動座 13連接，從而帶動后級移動座13前后移動；后級移動座13后端設置有滾珠絲杠螺母(圖中未示出)，滾珠絲杠螺母與滾珠絲杠9配合連接。恒壓進給控制系統與步進馬達12相連，控制步進馬達12的動作。上述前級導軌6與后級導軌8設計為交叉圓柱滾子導軌，將導軌固定塊固定于底座1上，同時導軌移動塊分別固定于前、后級移動座上，即實現前、后級移動座與底座1的連接，這樣可以最大限度的減少了壓力值的損耗，增加恒壓進給控制的精度。轉接軸4的前端與夾具3配合并夾緊，轉接軸4的后端直接固定在前級移動座5的前端部，根據夾緊工件的不同，可設計多種相應的夾具3。壓力傳感器14直接固定于后級移動座13的前端，后級磁鐵16所受到的互斥力通過壓力塊15傳遞給壓力傳感器14。步進馬達12通過馬達安裝座 11固定在底座1上，通過聯軸器10將步進馬達驅動軸與滾珠絲杠9相連，滾珠絲杠9與固定在后級移動座13上的滾珠絲杠螺母配合，在步進馬達12的驅動下，通過滾珠絲杠9與滾珠絲杠螺母的相對運動實現后級移動座13的前后移動。通過控制后級移動座13與前級移動座5之間的距離來控制前級移動座夾具3夾持工件相對于磨削工具的壓力。壓力傳感器14實時檢測前、后級磁鐵之間由互斥力產生的壓力值，恒壓進給控制系統根據檢測壓力值實時控制步進馬達12，即可實現夾具3上工件對磨削工具壓力的控制，并根據磨削工具加工工件位置變化引起壓力值變化的規律，恒壓控制系統實現自動恒壓補償進給控制的功能。上述實施例所述的磁斥力自動恒壓進給裝置的工作原理為步進馬達12通過聯軸器10、小螺距滾珠絲杠9帶動后級移動單元前后移動，其主要特征是在一定距離內，利用同極性磁鐵互斥的原理，通過限制前后級磁鐵的位置以及它們之間的距離使前后級移動座之間產生互斥力。后級磁鐵16的位置是由步進馬達12控制后級移動座13確定，在步進馬達12不運轉的情況下其相對位置保持不變；前級磁鐵7的位置是由工件和磨削工具加工位置決定的。兩級磁鐵之間的距離越小，磁鐵之間的互斥力就越大，由于前級磁鐵7固定在前級移動座5上，工件固定在前級移動座5前端的夾具3上，且工件直接與磨削工具相接觸， 工件會把該力直接作用于磨削工具上，因此工件就會對磨削工具施壓一定的壓力。后級磁鐵16通過壓力塊15將該互斥力傳遞給固定在后級移動座13上的壓力傳感器14，該壓力傳感器14通過檢測應變片的變形計算出該壓力值的大小，該壓力值即為工件作用于磨削工具上的壓力值。壓力傳感器14將檢測的壓力值傳遞給恒壓進給控制系統，系統通過與預先設定壓力值的對比判斷工件對磨削工具作用力的大小。如果壓力值小于設定壓力值的最小值，步進馬達12就會帶動后級移動座13向縮小前后級磁鐵距離的方向運轉，隨著距離的縮小互斥力就會增大，當壓力傳感器14檢測到前后級磁鐵間的壓力值處于設定最大和最小壓力值范圍之內(大于設定壓力值的最小值，小于設定壓力值的最大值)時步進馬達12停止運行；如果壓力傳感器14檢測到前后級磁鐵間的壓力值大于設定壓力值的最大值時，步進馬達12就會朝向增加前后級磁鐵距離的方向運轉，隨著距離的增加互斥力就會減小，當壓力傳感器14檢測到壓力值減小到在設定范圍內時，步進馬達12停止運行。通過控制步進馬達12的運轉來控制后級磁鐵16與前級磁鐵7之間的距離，即控制前級移動座5上工件對磨削工具作用力，實現工件的自動恒壓進給。參照圖3，示出了磁斥力自動恒壓進給裝置控制流程示意圖，控制系統電路主要包括輸入電路、運算電路、控制電路、驅動電路。在工件與磨削工具分別裝夾完畢后，通過控制面板設定所需控制壓力值，然后啟動控制系統。在控制系統啟動后，壓力傳感器14開始周期性的檢測兩級磁鐵之間的壓力值，同時將該值傳遞給恒壓進給控制系統，控制系統將檢測的壓力值與設定的壓力值進行對比分析。如果壓力值小于設定壓力值的最小值，控制系統就會向步進馬達驅動器發送指令，步進馬達12就會帶動后級移動座13向縮小前后級磁鐵距離的方向運轉，隨著距離的縮小互斥力就會增大，當壓力傳感器14檢測到前后級磁鐵
5間的壓力值處于設定最大和最小壓力值范圍之內(大于設定壓力值的最小值，小于設定壓力值的最大值)時，控制系統就會發送指令使步進馬達12停止運行；如果壓力傳感器14檢測到前后級磁鐵間的壓力值大于設定壓力值的最大值時，控制系統就會發送指令使步進馬達12朝向增加前后級磁鐵距離的方向運轉，隨著距離的增加互斥力就會減小，當壓力傳感器14檢測到壓力值減小到小于設定壓力值的最大值，大于設定壓力值的最小值時，控制系統就會發出指令使步進馬達12停止運行。控制系統通過周期性的檢測、處理、發送信號實現工件自動恒壓進給運動的控制。由上述實施例可知，本實用新型裝置具有以下優點1、利用同極性磁鐵互斥的原理，在此裝置的前后移動座之間安裝兩個極性相同的磁鐵，通過控制后級移動座的位置以及前后級移動座之間距離的大小來控制前級移動座上工件相對于磨削工具作用力的大小。施加于磨削工具上的壓力屬于無接觸傳遞壓力，在滿足恒壓要求的同時實現了工件的柔性進給。2、本實用新型裝置采用數控系統控制，可以實時檢測工件作用于磨削工具的壓力值，實現工件的自動恒壓進給，壓力值的精度遠遠高于簡單的機械進給方式和普通的液壓進給方式，且結構簡單、使用方便。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，包括底座(1)，設置在所述底座(1)上的磁斥力進給機構，驅動所述磁斥力進給機構運動的驅動機構和控制所述驅動機構動作的恒壓進給控制系統。
2.如權利要求1所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述磁斥力進給機構包括前級移動單元和后級移動單元；所述前級移動單元包括安裝在所述底座(1)上的前級移動座(5)，與所述前級移動座 (5)前端相連接的工件夾具(3)，以及固定在所述前級移動座(5)后端的前級磁鐵(7)；所述后級移動單元包括安裝在所述底座(1)上的后級移動座(13)，安裝在所述后級移動座(13)前端的壓力檢測部件，以及安裝在所述壓力檢測部件前端的后級磁鐵(16)。
3.如權利要求2所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述驅動機構包括步進馬達(12)，其通過聯軸器(10)和滾珠絲杠(9)與所述后級移動座(13)連接。
4.如權利要求3所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述恒壓進給控制系統與所述步進馬達(12)連接。
5.如權利要求2所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述前級移動座(5)和后級移動座(13)分別通過前級導軌(6)和后級導軌(8)安裝在所述底座(1)上，所述前級導軌(6)和后級導軌(8)為交叉圓柱滾子導軌。
6.如權利要求2所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述夾具(3)與所述前級移動座(5)前端通過轉接軸(4)連接。
7.如權利要求2所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述壓力檢測部件包括安裝在所述后級移動座(13)前端的壓力傳感器(14)，和設置在所述壓力傳感器(14) 和后級磁鐵(16)之間的壓力塊(15)。
8.如權利要求3所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述后級移動座(13) 后端安裝有滾珠絲杠螺母，所述滾珠絲杠螺母與所述滾珠絲杠(9)連接。
9.如權利要求3所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述底座(1)上設置有馬達安裝座(11)，所述步進馬達(12)安裝在所述馬達安裝座(11)上。
10.如權利要求2-8中任一項所述的磁斥力自動恒壓進給裝置，其特征在于，所述前級磁鐵(7)和后級磁鐵(16)的相對面設置為相同磁性。
專利摘要本實用新型屬于機械磨削加工領域，公開了一種磁斥力自動恒壓進給裝置，其包括底座，設置在所述底座上的磁斥力進給機構，驅動所述磁斥力進給機構運動的驅動機構和控制所述驅動機構動作的恒壓進給控制系統。本實用新型利用同極性磁鐵互斥的原理，通過實時控制前后級磁鐵的位置以及它們之間的距離來控制前后級移動座之間的互斥力，由于該力直接通過工件作用于磨削工具，因此可實現工件的恒壓柔性進給，本實用新型裝置摩擦阻力矩小、運動靈活、傳動效率高、精度高，且結構簡單，操作方便。
文檔編號B24B47/20GK202062306SQ201120129928
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月28日 優先權日2011年4月28日
發明者盧學軍, 葉志群, 葉正生, 王瑞雪 申請人:北京市電加工研究所, 北京迪蒙特佳工模具技術有限公司