數(shù)控沖孔壓花中利用音圈電機(jī)實(shí)現(xiàn)沖桿運(yùn)動(dòng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于皮革等材料的數(shù)控加工領(lǐng)域，具體涉及數(shù)控沖孔壓花機(jī)中利用音圈電機(jī)實(shí)現(xiàn)沖桿運(yùn)動(dòng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，數(shù)控沖孔壓花技術(shù)在皮革等加工領(lǐng)域得到了應(yīng)用。數(shù)控沖花壓花設(shè)備采用沖桿帶動(dòng)沖子快速地沖擊在皮革等加工材料上，從而在皮革等材料上形成孔洞/孔痕，由此數(shù)控沖孔壓花技術(shù)涉及讓沖桿產(chǎn)生直線沖擊運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。同時(shí)，所需孔洞/孔痕會(huì)有各種不同的角度，因此需要驅(qū)動(dòng)沖子在水平方向可按指定的不同角度旋轉(zhuǎn)，由此數(shù)控沖孔壓花技術(shù)還涉及讓沖桿產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]在中國專利CN201227829Y提及在數(shù)控沖孔中采用氣缸產(chǎn)生直線沖擊運(yùn)動(dòng)。這種方式不僅存在氣缸容易損壞，經(jīng)常性漏氣等問題，而且還必須配備空氣壓縮機(jī)，工作效率較低?？諝鈮嚎s機(jī)的工作原理是在低于最小設(shè)定氣壓時(shí)開啟壓縮空氣，到達(dá)最大設(shè)定氣壓時(shí)停止壓縮氣體。氣缸在工作過程中內(nèi)部氣壓在最小和最大氣壓值之間變化，因此產(chǎn)生的沖擊力存在差異從而影響沖孔的質(zhì)量。
[0004]為了解決采用氣缸所帶來的一系列問題，后來技術(shù)人員采用在伺服或步進(jìn)電機(jī)軸上安裝曲柄滑塊、凸輪機(jī)構(gòu)等機(jī)械，通過曲柄滑塊、凸輪機(jī)構(gòu)等機(jī)械結(jié)構(gòu)把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)為沖桿提供直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。這種產(chǎn)生直線沖擊方法的缺點(diǎn)是體積大，曲柄滑塊、凸輪機(jī)構(gòu)等機(jī)械轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)易磨損，給設(shè)備維護(hù)帶來了困難。
[0005]在中國專利CN201227829Y公開了一種旋轉(zhuǎn)沖頭裝置，設(shè)有氣缸座，氣缸座上豎直安裝有氣缸，氣缸的伸縮桿連接有沖頭；氣缸座上豎直安裝有電機(jī)，沖頭上套有花鍵套，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸通過同步皮帶與花鍵套連接；通過電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)沖頭及沖子旋轉(zhuǎn)。該方法中旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸與沖桿不在同一中心軸線上，需要用同步輪和同步帶配合的方式進(jìn)行傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種數(shù)控沖孔壓花機(jī)中利用音圈電機(jī)實(shí)現(xiàn)沖桿運(yùn)動(dòng)的方法，相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)穩(wěn)定，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0008]數(shù)控沖孔壓花中利用音圈電機(jī)實(shí)現(xiàn)沖桿運(yùn)動(dòng)的方法，包括如下步驟:
[0009]I)、在數(shù)控設(shè)備上設(shè)置用于對(duì)沖桿起導(dǎo)向作用的支撐座、用于限制音圈電機(jī)行程的支架以及用于固定音圈電機(jī)的基座；
[0010]2)、在所述支撐座與所述支架之間設(shè)置用于沖桿復(fù)位的彈簧；
[0011]3)、將音圈電機(jī)定子固定在基座上，音圈電機(jī)動(dòng)子通過連接裝置與沖桿相連；
[0012]4)、當(dāng)音圈電機(jī)未通電時(shí)，沖桿由彈簧提供平衡力而處于設(shè)定的軸向高度；當(dāng)音圈電機(jī)通入正向電后，沖桿由音圈電機(jī)提供原動(dòng)力而作直線向下運(yùn)動(dòng)，直到音圈電機(jī)動(dòng)子接觸到支架時(shí)，沖桿達(dá)到最大行程量；當(dāng)音圈電機(jī)斷電后，沖桿由彈簧提供推力而作直線向上運(yùn)動(dòng)，若為了加快沖桿復(fù)位，可在沖桿復(fù)位過程中對(duì)音圈電機(jī)通入短暫的反向電，即在音圈電機(jī)的電磁力和彈簧的彈力作用下使沖桿迅速向上運(yùn)動(dòng)，最終沖桿在彈簧的平衡力下回到設(shè)定的軸向高度。
[0013]進(jìn)一步，在步驟I)中，所述支架上設(shè)有防撞墊，所述防撞墊可以采用橡膠、EVA發(fā)泡墊、彈簧等材料制成。
[0014]進(jìn)一步，在步驟2)中，所述彈簧的上端通過帶有第一固定螺釘?shù)穆?lián)接栓安裝在沖桿上，其下端作用于支撐座上。
[0015]進(jìn)一步，在步驟3)中，所述音圈電機(jī)定子通過第二固定螺釘安裝在基座上。
[0016]進(jìn)一步，在步驟3)中，所述連接裝置包括連接件I，所述連接件I通過第一內(nèi)六角螺釘固定在音圈電機(jī)動(dòng)子上；所述沖桿通過第一止頭螺釘聯(lián)接在連接件I上。
[0017]進(jìn)一步，在數(shù)控設(shè)備上還設(shè)置用于沖桿旋轉(zhuǎn)的電機(jī)以及用于固定電機(jī)的底座。
[0018]進(jìn)一步，所述連接裝置包括連接件I1、花鍵中軸以及花鍵套；所述連接件II通過第二內(nèi)六角螺釘固定在音圈電機(jī)動(dòng)子上；所述花鍵中軸貫穿于連接件I1、音圈電機(jī)定子以及基座的中心；所述花鍵中軸上端的花鍵插入到與所述花鍵相匹配的花鍵套內(nèi)，其另一端通過第二止頭螺釘與連接件II相連以及通過第三止頭螺釘與沖桿相連。
[0019]進(jìn)一步，所述電機(jī)通過第三內(nèi)六角螺釘固定在底座上；所述電機(jī)的傳動(dòng)軸通過第四止頭螺釘與花鍵套相連；所述電機(jī)為步進(jìn)或伺服電機(jī)。
[0020]進(jìn)一步，所述花鍵套內(nèi)孔的鍵型與花鍵中軸上端花鍵的鍵型嚙合配合，且花鍵中軸上端的花鍵可在花鍵套內(nèi)上下滑動(dòng)，其嚙合結(jié)構(gòu)可采用如一字形、十字形、漸開線形等。
[0021]進(jìn)一步，所述的電機(jī)、音圈電機(jī)以及沖桿處于同一中心軸線上；所述沖桿運(yùn)動(dòng)的方法包括如下步驟:
[0022]a)當(dāng)音圈電機(jī)未通電時(shí)，沖桿由彈簧提供平衡力而處于設(shè)定的軸向高度；當(dāng)音圈電機(jī)通入正向電后，沖桿由音圈電機(jī)提供原動(dòng)力而作直線向下運(yùn)動(dòng)，直到音圈電機(jī)動(dòng)子接觸到支架時(shí)，沖桿達(dá)到最大行程量；當(dāng)音圈電機(jī)斷電后，沖桿由彈簧提供推力而作直線向上運(yùn)動(dòng)，若為了加快沖桿復(fù)位，可在沖桿復(fù)位過程中對(duì)音圈電機(jī)通入短暫的反向電，即在音圈電機(jī)的電磁力和彈簧的彈力作用下使沖桿迅速向上運(yùn)動(dòng)，最終沖桿在彈簧的平衡力下回到設(shè)定的軸向高度；
[0023]b)當(dāng)電機(jī)通電時(shí)，沖桿由電機(jī)提供旋轉(zhuǎn)力而作徑向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0025]1、本發(fā)明利用音圈電機(jī)的永磁體的磁場(chǎng)和線圈的磁場(chǎng)產(chǎn)生排斥力/引力帶動(dòng)沖桿產(chǎn)生直線沖擊運(yùn)動(dòng)，解決了采用氣缸或旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)曲柄滑塊、凸輪機(jī)構(gòu)等轉(zhuǎn)換直線運(yùn)動(dòng)裝置讓沖桿產(chǎn)生直線沖擊運(yùn)動(dòng)的做法，并且沖桿在做直線沖擊運(yùn)動(dòng)時(shí)，音圈電機(jī)動(dòng)子和定子之間沒有摩擦，從而降低了直線沖擊過程中部件的磨損，提高了數(shù)控沖孔壓花設(shè)備的可靠性。
[0026]2、本發(fā)明基于音圈電機(jī)實(shí)現(xiàn)了沖桿作往復(fù)直線上下運(yùn)動(dòng)，其整體結(jié)構(gòu)操作簡單，維護(hù)容易，且設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，提高了沖孔壓花的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。
[0027]3、本發(fā)明中電機(jī)的傳動(dòng)軸與沖桿處在同一中心軸線上，使得電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力直接作用在沖桿上，不需要用同步輪或同步帶配合的方式進(jìn)行傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)施方便。
[0028]4、本發(fā)明的方法使得沖桿可同步作軸向的直線沖擊運(yùn)動(dòng)和徑向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，且兩種運(yùn)動(dòng)之間相互不會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，符合生產(chǎn)工藝需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明實(shí)施例一沖桿處于軸向初始位的示意圖；
[0030]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一沖桿作直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)軸向最低位的示意圖；
[0031]圖3為本發(fā)明實(shí)施例一連接件I的示意圖；
[0032]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二沖桿處于軸向和徑向初始位的示意圖；
[0033]圖5為本發(fā)明實(shí)施例二沖桿作直線運(yùn)動(dòng)到達(dá)軸向最低位的示意圖；
[0034]圖6為本發(fā)明實(shí)施例二沖桿處于軸向初始位且徑向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°后的示意圖；
[0035]圖7為本發(fā)明實(shí)施例二沖桿處于軸向初始位且徑向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)180°后的示意圖；
[0036]圖8為本發(fā)明實(shí)施例二連接件II的示意圖；
[0037]圖9為本發(fā)明實(shí)施例二花鍵中軸的示意圖；
[0038]圖10為本發(fā)明實(shí)施例二花鍵套的示意圖；
[0039]圖中:支撐座-1，支架-2，基座-3，沖桿-4，音圈電機(jī)定子-51，音圈電機(jī)動(dòng)子-52，彈簧-6，聯(lián)接栓-61，第一固定螺釘_7a，第二固定螺釘_7b，第一止頭螺釘_8a，第二止頭螺釘_8b，第三止頭螺釘-8c，第四止頭螺釘-8d，第一內(nèi)六角螺釘_9a，第二內(nèi)六角螺釘-%，第三內(nèi)六角螺釘-9c，防撞墊-10，連接件1-11，電機(jī)-12，底座-13，連接件I1-14，花鍵中軸-15，花鍵套-16。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0041]實(shí)施例一:
[0042]本實(shí)施例數(shù)控沖孔壓花機(jī)中利用音圈電機(jī)實(shí)現(xiàn)沖桿運(yùn)動(dòng)的方法，如圖1所示，在數(shù)控設(shè)備上設(shè)置用于對(duì)沖桿4起導(dǎo)向作用的支撐座1、用于限制音圈電機(jī)行程的支架2以及用于固定音圈電機(jī)的基座3 ;在所述支撐座I與所述支架2之間設(shè)置用于沖桿4復(fù)位的彈簧6 ;將音圈電機(jī)定子51固定在基座3上，將音圈電機(jī)動(dòng)子52通過連接裝置與沖桿4相連；所述彈簧6的上端通過帶有第一固定螺釘7a的聯(lián)接栓61安裝在沖桿4上，其下端作用于支撐座I上；所述音圈電機(jī)定子51通過第二固定螺釘7b安裝在基座3上。
[0043]本實(shí)施例中，如圖3所示，所述連接裝置包括連接件111，所述連接件I 11通過第一內(nèi)六角螺釘9a固定在音圈電機(jī)動(dòng)子52上；所述沖桿4通過第一止頭螺釘8a聯(lián)接在連接件I 11上。
[0044]具體的，如圖1、圖2所示，當(dāng)音圈電機(jī)未通電時(shí)，沖桿4由彈簧6提供平衡力而處于設(shè)定的軸向高度；當(dāng)音圈電機(jī)通入正向電后，沖桿4由音圈電機(jī)提供原動(dòng)力而作直線向下運(yùn)動(dòng)，即通入正向電后，音圈電機(jī)定子51與音圈電機(jī)動(dòng)子52之間產(chǎn)生電磁斥力，使音圈電機(jī)動(dòng)子52帶動(dòng)沖桿4相