專利名稱：多股簧數(shù)控加工機床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多股簧加工設(shè)備，特別涉及一種多股簧數(shù)控加工機床。
背景技術(shù)：
多股螺旋彈簧(簡稱多股簧)是由幾股鋼絲繞成鋼索后巻制而成的螺旋彈 簧，由于多股螺旋彈簧所用鋼絲比同等功能的單股螺旋彈簧所用鋼絲細，材料 強度高，同時多股螺旋彈簧在變形時各股鋼絲間產(chǎn)生的接觸壓力引起的相互摩 擦可以吸收能量，兼有緩沖作用，且多股螺旋彈簧每股鋼絲的剛度都比同功能 的單股螺旋彈簧小，在動載荷作用下壽命有較大提高。其使用壽命是相同規(guī)格
傳統(tǒng)單股螺旋彈簧的3 5倍。
多股簧的加工過程較為復(fù)雜，其中組成多股簧的鋼索鋼絲索距、彈簧螺距需 要精確的轉(zhuǎn)速匹配，多股簧加工完成之后的回彈量需要準確的張力控制，多股 簧的成品質(zhì)量也需要加工過程嚴格的保證其各股鋼絲的張力互相均勻以及大小 互相一致?，F(xiàn)有技術(shù)的多股簧加工機床，不具備上述生產(chǎn)性能，鋼絲張力控制 設(shè)計工藝的不完善，導(dǎo)致鋼絲產(chǎn)生被拉長或壓扁的不可恢復(fù)的塑性變形，常會 使生產(chǎn)出來的彈簧大批量報廢，不能滿足實際應(yīng)用需求，嚴重影響成品多股螺 旋彈簧的質(zhì)量及使用壽命，造成生產(chǎn)方和使用方的巨大的信譽和經(jīng)濟損失。
因此，需要對現(xiàn)有的多股螺旋彈簧的加工設(shè)備進行全新設(shè)計，全面實現(xiàn)自動 化生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)各裝置之間精確的轉(zhuǎn)速匹配，精確控制鋼索鋼絲索距和彈簧 螺距，生產(chǎn)過程中還能嚴格的保證其各股鋼絲的張力互相均勻以及大小互相一 致，保證多股簧加工完成之后的回彈量，從而保證成品多股螺旋彈簧的質(zhì)量和 延長使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種多股簧數(shù)控加工機床，全面實現(xiàn)自動 化生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)各裝置之間精確的轉(zhuǎn)速匹配，精確控制鋼索鋼絲索距和彈簧 螺距，生產(chǎn)過程中還能嚴格的保證其各股鋼絲的張力互相均勻以及大小互相一 致，保證多股簧加工完成之后的回彈量，從而保證成品多股螺旋彈簧的質(zhì)量和 延長使用壽命。
本發(fā)明的多股簧數(shù)控加工機床，包括機床架、擰索裝置、繞簧裝置和自動 控制系統(tǒng)，所述擰索裝置包括擰索架、內(nèi)層供絲裝置、中層供絲裝置和外層供 絲裝置，所述擰索架的設(shè)置位置與內(nèi)層供絲裝置、中層供絲裝置和外層供絲裝 置出索端部對應(yīng)，所述內(nèi)層供絲裝置為中心供絲套管，中心供絲套管沿中心線 穿過中空主軸，其進絲端設(shè)置內(nèi)層鋼絲張力控制器，內(nèi)層鋼絲通過內(nèi)層鋼絲張
力控制器引出并穿過中心供絲套管至擰索架；中層供絲裝置包括中空主軸、中 層供絲支座和用于驅(qū)動中空主軸轉(zhuǎn)動的中層伺服電機，所述中空主軸兩端支撐 于機床架并與其轉(zhuǎn)動配合，中層供絲支座與中空主軸在圓周方向固定配合，所 述中層供絲支座上設(shè)置中層鋼絲張力控制器，每根中層鋼絲通過一個中層鋼絲 張力控制器引出，經(jīng)中層供絲支座的法蘭孔引出并穿過中層供絲套管至擰索架; 外層供絲裝置包括外層供絲支座和用于驅(qū)動外層供絲支座轉(zhuǎn)動的外層伺服電 機，所述外層供絲支座位于中層供絲裝置轉(zhuǎn)動軌跡外圓周并與中空主軸轉(zhuǎn)動配 合，外層供絲支座上設(shè)置外層鋼絲張力控制器，每根外層鋼絲通過一個外層鋼 絲張力控制器引出至擰索架；所述內(nèi)層鋼絲張力控制器、中層鋼絲張力控制器 和外層鋼絲張力控制器與主軸軸線的夾角分別與多股簧的內(nèi)層、中層、外層鋼 索螺旋角相等。
所述內(nèi)層鋼絲張力控制器、中層張力控制器和外層張力控制器均設(shè)置張力 采集組件和張力控制組件，所述張力采集組件采集的張力信號輸出至自動控制 系統(tǒng)，所述張力控制組件由自動控制系統(tǒng)控制對鋼絲施加張力；中層伺服電機和外層伺服電機均與自動控制系統(tǒng)相連。
進一步，所述內(nèi)層鋼絲張力控制器、中層張力控制器和外層張力控制器均
包括殼體，所述殼體內(nèi)與其在圓周方向轉(zhuǎn)動配合設(shè)置鋼絲盒；張力控制組件包
括磁粉制動器和阻尼部件，阻尼部件包括軸向并列連接的制動盤和阻尼環(huán)，制 動盤與殼體在圓周方向轉(zhuǎn)動配合，阻尼環(huán)與制動盤之間沿圓周方向形成環(huán)形過
絲槽，磁粉制動器的制動軸與制動盤在圓周方向嚙合；
張力采集組件包括過絲輪、壓力傳感器和固定設(shè)置在殼體上的傳感器座， 所述過絲輪通過壓力傳感器套在壓力傳感器座上與其轉(zhuǎn)動配合；
所述壓力傳感器的信號輸出端和磁粉制動器分別連接自動控制系統(tǒng)；
鋼絲由鋼絲盒引出繞過環(huán)形過絲槽后經(jīng)過絲輪引出殼體；
進一步，所述制動盤上以軸向固定圓周方向可轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置調(diào)節(jié)螺釘， 調(diào)節(jié)螺釘沿軸向旋入阻尼環(huán)上的軸向螺紋孔將其連接在制動盤上；
進一步，所述機架包括上機架和下機架，所述擰索裝置設(shè)置在上機架上， 所述上機架通過軌道以可沿中空主軸軸線方向滑動的方式設(shè)置在下機架上；軌 道上與上機架的前后滑動極限位置對應(yīng)分別設(shè)置前位置傳感器和后位置傳感 器，所述前位置傳感器和后位置傳感器的信號輸出端連接自動控制系統(tǒng)；
還包括上機架驅(qū)動裝置，包括絲杠驅(qū)動機構(gòu)和機架伺服電機，機架伺服電 機驅(qū)動絲杠驅(qū)動機構(gòu)的絲杠轉(zhuǎn)動，絲杠驅(qū)動機構(gòu)的螺母固定連接上機架；所述 機架伺服電機連接自動控制系統(tǒng)；
進一步，所述中層供絲支座包括前中層供絲支座和后中層供絲支座，所述 中層鋼絲張力控制器以可繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動的方式前后端分別設(shè)置在前中層供 絲支座和后中層供絲支座上；外層鋼絲張力控制器以可繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動的方 式前后端分別設(shè)置在外層供絲支座上；
進一步，中層鋼絲張力控制器前后端分別通過中層調(diào)心徑向滾動軸承與前 中層供絲支座和后中層供絲支座配合，中層鋼絲張力控制器前端與前中層供絲 支座之間還設(shè)置中層平面軸承；外層鋼絲張力控制器前后端分別通過外層調(diào)心
7徑向滾動軸承與外層供絲支座配合，外層鋼絲張力控制器前端與外層供絲支座 之間還設(shè)置外層平面軸承；
進一步，每個中層鋼絲張力控制器出絲端均連接一個中層供絲套管，鋼絲 通過中層供絲套管引出至擰索架；所述中層供絲套管后端固定于前中層供絲支 座與中層鋼絲張力控制器出絲端連接，前端通過套管夾緊螺母固定在中空主軸 前端；外層供絲支座固定連接有外層鋼絲分線盤，外層鋼絲分線盤位于中空主 軸前端與擰索架對應(yīng)設(shè)置，外層鋼絲分線盤上與外層張力控制器數(shù)量及位置對 應(yīng)縱向設(shè)置外層鋼絲過絲孔；所述外層鋼絲過絲孔的中心延長線、中層鋼絲套 管中心延長線和內(nèi)層鋼絲套管中心延長線相交，相交點位于擰索架進絲端所在 的平面；
進一步，所述繞簧裝置包括繞簧主軸總成和進給部件總成，所述繞簧主軸 總成包括繞簧主軸、繞簧伺服電機和鋼索夾具，所述繞簧伺服電機驅(qū)動繞簧主 軸轉(zhuǎn)動，鋼索夾具設(shè)置在繞簧主軸前端，所述繞簧主軸軸線與中空主軸軸線垂 直；進給部件總成包括絲杠傳動機構(gòu)和進給伺服電機，絲杠傳動機構(gòu)包括進給 絲杠和旋在進給絲杠上的進給拖板，進給伺服電機驅(qū)動進給絲杠轉(zhuǎn)動；所述進 給絲杠軸線平行于繞簧主軸軸線，繞簧主軸總成固定設(shè)置在進給拖板上；所述 繞簧伺服電機和進給伺服電機均連接自動控制系統(tǒng)；
進一步，所述外層伺服電機、中層伺服電機、機架伺服電機、繞簧伺服電 機和進給伺服電機均通過各自的變速裝置輸出動力；
進一步，所述外層張力控制器為9個沿圓周均布，中層張力控制器為6個 沿圓周均布。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的多股簧數(shù)控加工機床，多股簧的加工過程 實現(xiàn)自動化，能夠?qū)崿F(xiàn)各裝置之間精確的轉(zhuǎn)速匹配，精確控制鋼索鋼絲索距和 彈簧螺距，通過鋼絲張力控制器及數(shù)據(jù)采集、控制系統(tǒng)可以對多股簧加工過程 中的每股鋼絲的張力進行實時監(jiān)控，并實時進行張力控制，實現(xiàn)了每股鋼絲的 張力恒定且各股鋼絲之間的張力均勻并一致，并可以通過上位機的應(yīng)用程序?qū)崟r的監(jiān)控張力，完全實現(xiàn)了張力的自整定系統(tǒng)；保證多股簧加工完成之后的回 彈量，從而保證成品多股螺旋彈簧的質(zhì)量和延長使用壽命；中空主軸設(shè)計，保 證整個機床結(jié)構(gòu)緊湊，布置合理。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步描述。 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1沿A向視圖3為張力控制器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為圖1 I處放大圖； 圖5為圖III處放大圖； 圖6為圖IIII處放大圖； 圖7為圖IIV處放大圖； 圖8為圖2V處放大圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1沿A向視圖，圖3為張力控制器 結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖1I處放大圖，圖5為圖1II處放大圖，圖6為圖im處 放大圖，圖7為圖1IV處放大圖，圖8為圖2V處放大圖，如圖所示本實施例 的多股簧數(shù)控加工機床，包括機床架、擰索裝置、繞簧裝置和自動控制系統(tǒng)， 所述擰索裝置包括擰索架l、內(nèi)層供絲裝置、中層供絲裝置和外層供絲裝置，所 述擰索架1的設(shè)置位置與內(nèi)層供絲裝置、中層供絲裝置和外層供絲裝置出索端 部對應(yīng)，所述內(nèi)層供絲裝置為中心供絲套管5，中心供絲套管5進絲端設(shè)置內(nèi)層 鋼絲張力控制器11，內(nèi)層鋼絲通過內(nèi)層鋼絲張力控制器11引出并穿過中心供絲 套管5至擰索架；中層供絲裝置包括中空主軸7、中層供絲支座和用于驅(qū)動中空主軸轉(zhuǎn)動中層伺服電機9，所述中空主軸7兩端支撐于機床架并與其轉(zhuǎn)動配合，
中層供絲支座與中空主軸7在圓周方向固定配合，中心供絲套管5沿中心線穿 過中空主軸7，所述中層供絲支座上設(shè)置中層鋼絲張力控制器6，每根中層鋼絲 通過一個中層鋼絲張力控制器6引出至擰索架1;外層供絲裝置包括外層供絲支 座4和用于驅(qū)動外層供絲支座4轉(zhuǎn)動的外層伺服電機2，所述外層供絲支座4位 于中層供絲裝置轉(zhuǎn)動軌跡外圓周并與中空主軸7轉(zhuǎn)動配合，外層供絲支座4上 設(shè)置外層鋼絲張力控制器3，每根外層鋼絲通過一個外層鋼絲張力控制器3引出 至擰索架l;所述內(nèi)層鋼絲張力控制器、中層鋼絲張力控制器和外層鋼絲張力控 制器與主軸軸線的夾角分別與多股簧的內(nèi)層、中層、外層鋼索螺旋角相等；保 證了鋼絲在抽絲、擰索，多股簧繞制的整個過程中能夠使鋼絲處于與鋼絲軸向 重合的拉力作用。
所述內(nèi)層鋼絲張力控制器11、中層張力控制器6和外層張力控制器3均設(shè) 置張力采集組件和張力控制組件，所述張力采集組件采集的張力信號輸出至自 動控制系統(tǒng)，所述張力控制組件由自動控制系統(tǒng)控制對鋼絲施加張力；中層伺 服電機9和外層伺服電機2均與自動控制系統(tǒng)相連。
本實施例中，所述內(nèi)層鋼絲張力控制器、中層張力控制器和外層張力控制 器均包括殼體31，所述殼體31內(nèi)與其在圓周方向轉(zhuǎn)動配合設(shè)置鋼絲盒30，張 力控制組件包括磁粉制動器33和阻尼部件，阻尼部件包括軸向并列連接的制動 盤40和阻尼環(huán)42，制動盤40與殼體31在圓周方向轉(zhuǎn)動配合，阻尼環(huán)42與制 動盤40之間沿圓周方向形成環(huán)形過絲槽49，磁粉制動器33的制動軸與制動盤 40在圓周方向嚙合；本實施例中磁粉制動器33的制動軸設(shè)置制動主動齒輪47， 制動盤40通過與其在圓周方向固定配合的制動軸48與殼體31轉(zhuǎn)動配合，制動 軸48上在圓周方向固定配合設(shè)置制動從動齒輪32，制動主動齒輪47與制動從 動齒輪32嚙合；所述制動軸48通過調(diào)心滾動軸承與殼體31轉(zhuǎn)動配合，采用調(diào) 心滾動軸承轉(zhuǎn)動配合，能夠自適應(yīng)調(diào)整阻尼部件的方位，利于滿足鋼絲自始至 終保持自由狀態(tài)而無妨礙鋼絲抽絲，使之在沒有有害摩擦的情況下擰索、繞制多股簧，保證成品質(zhì)量，提高勞動效率；
張力采集組件包括過絲輪38、壓力傳感器35和固定設(shè)置在殼體31上的傳 感器座34，所述過絲輪38通過壓力傳感器35套在壓力傳感器座34上與其轉(zhuǎn)動 配合；
所述壓力傳感器35的信號輸出端和磁粉制動器33分別連接自動控制系統(tǒng)， 如圖3所示，通過數(shù)據(jù)線44實現(xiàn)與自動控制系統(tǒng)的連接，圖中省略自動控制系 統(tǒng)；
鋼絲36由鋼絲盒30引出繞過環(huán)形過絲槽49后經(jīng)過絲輪35引出殼體31 ， 本實施例中，殼體31內(nèi)還設(shè)置多個螺栓結(jié)構(gòu)的定位桿(圖中分別為定位桿43、 定位桿39和定位桿37)，定位桿43、定位桿39和定位桿37上徑向設(shè)置過絲孔， 鋼絲36迂回環(huán)繞穿過過絲孔后繞過環(huán)形過絲槽49，并經(jīng)過絲輪38引出殼體； 采用定位桿結(jié)構(gòu)利于增大摩擦，保證鋼絲的張力控制。
本實施例中，所述制動盤40上以軸向固定圓周方向可轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置調(diào)節(jié) 螺釘41，調(diào)節(jié)螺釘41沿軸向旋入阻尼環(huán)42上的軸向螺紋孔將其連接在制動盤 40上，可以通過調(diào)節(jié)螺釘41來調(diào)整阻尼環(huán)42與制動盤40之間的軸向距離達到 改變環(huán)形過絲槽49的軸向尺寸，以適應(yīng)于不同規(guī)格的鋼絲，還可以達到調(diào)節(jié)鋼 絲張力的目的。
本實施例中，所述機架包括上機架13和下機架12，所述擰索裝置設(shè)置在上 機架上，所述上機架13通過軌道以可沿中空主軸6軸線方向滑動的方式設(shè)置在 下機架12上；軌道上與上機架的前后滑動極限位置對應(yīng)分別設(shè)置前位置傳感器 21和后位置傳感器22，所述前位置傳感器21和后位置傳感器22的信號輸出端 連接自動控制系統(tǒng)；
還包括上機架驅(qū)動裝置，包括絲杠驅(qū)動機構(gòu)和機架伺服電機15，機架伺服 電機15驅(qū)動絲杠驅(qū)動機構(gòu)的絲杠20轉(zhuǎn)動，絲杠驅(qū)動機構(gòu)的螺母19固定連接上 機架13;所述機架伺服電機15連接自動控制系統(tǒng)；前位置傳感器21和后位置 傳感器22所對應(yīng)的上機架13的前極限位置與后極限位置之間的距離即是多股簧繞制完成后需要后退并且保證下次裝夾鋼索所需要的長度；前極限位置僅是
保證多股簧加工時保證鋼絲擰索成型的最佳位置，后極限位置僅是保證多股簧
加工后方便切斷并預(yù)留鋼索方便裝夾進行下一次多股簧加工的最佳位置；前極 限位置和后極限位置可以根據(jù)加工不同參數(shù)的多股簧進行調(diào)節(jié)。
本實施例中，所述中層供絲支座包括前中層供絲支座8a和后中層供絲支座 8，所述中層鋼絲張力控制器6以可繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動的方式前后端分別設(shè)置在 前中層供絲支座8a和后中層供絲支座8上；外層鋼絲張力控制器3以可繞其縱 向軸線轉(zhuǎn)動的方式前后端分別設(shè)置在外層供絲支座4上；結(jié)構(gòu)緊湊，布置合理， 能夠保證抽絲過程的順利進行。
本實施例中，中層鋼絲張力控制器6前后端分別通過中層調(diào)心徑向滾動軸承 25和中層調(diào)心徑向滾動軸承27與前中層供絲支座8a和后中層供絲支座8配合， 中層鋼絲張力控制器6前端與前中層供絲支座8a之間還設(shè)置中層平面軸承26; 與中層鋼絲張力控制器6安裝形式相同，外層鋼絲張力控制器3前后端分別通 過外層調(diào)心徑向滾動軸承與外層供絲支座4配合，外層鋼絲張力控制器3前端 與外層供絲支座之間還設(shè)置外層平面軸承；調(diào)心滾動軸承利于滿足鋼絲自始至 終保持自由狀態(tài)而無妨礙鋼絲抽絲，使之在沒有有害摩擦的情況下擰索、繞制 多股簧，保證成品質(zhì)量，提高勞動效率。
本實施例中，每個中層鋼絲張力控制器6出絲端均連接一個中層供絲套管 14，鋼絲通過中層供絲套管14引出至擰索架1;所述中層供絲套管14后端固定 于前中層供絲支座與中層鋼絲張力控制器6出絲端連接，前端通過套管夾緊螺 母18固定在中空主軸7前端；外層供絲支座4固定連接有外層鋼絲分線盤17， 外層鋼絲分線盤17位于中空主軸7前端與擰索架1對應(yīng)設(shè)置，外層鋼絲分線盤 17上與外層張力控制器3數(shù)量及位置對應(yīng)縱向設(shè)置外層鋼絲過絲孔17a;所述 外層鋼絲過絲孔17a的中心延長線、中層鋼絲套管14中心延長線和內(nèi)層鋼絲套 管5中心延長線相交，相交點位于擰索架1進絲端所在的平面；采用中層供絲 套管14結(jié)構(gòu)，在鋼絲輸送距離較長的環(huán)境下利于保護鋼絲不受外界干擾，并利
12于機床整體布置。
本實施例中，所述繞簧裝置包括繞簧主軸總成和進給部件總成，所述繞簧
主軸總成包括繞簧主軸13、繞簧伺服電機23和鋼索夾具29，所述繞簧伺服電 機23驅(qū)動繞簧主軸13轉(zhuǎn)動，鋼索夾具29設(shè)置在繞簧主軸13前端，繞簧主軸 13尾端支撐在尾部定位中心架24上；所述繞簧主軸13軸線與中空主軸7軸線 垂直；進給部件總成包括絲杠傳動機構(gòu)和進給伺服電機16，絲杠傳動機構(gòu)包括 進給絲杠46和旋在進給絲杠46上的進給拖板45，進給伺服電機16驅(qū)動進給絲 杠46轉(zhuǎn)動；所述進給絲杠46軸線平行于繞簧主軸13軸線，繞簧主軸13總成 固定設(shè)置在進給拖板45上；所述繞簧伺服電機23和進給伺服電機16均連接自 動控制系統(tǒng)；生產(chǎn)過程中自動化程度高，操作容易，同時結(jié)構(gòu)簡單緊湊。
本實施例中，所述外層伺服電機2、中層伺服電機IO、機架伺服電機15、 繞簧伺服電機23和進給伺服電機16均通過各自的變速裝置輸出動力；容易控 制，并均勻輸出動力。
本實施例中，所述外層張力控制器3為9個沿圓周均布，中層張力控制器6 為6個沿圓周均布；當然，可根據(jù)需要對數(shù)量進行調(diào)整。
最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解， 可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的 宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
1權(quán)利要求
1.一種多股簧數(shù)控加工機床，包括機床架、擰索裝置、繞簧裝置和自動控制系統(tǒng)，所述擰索裝置包括擰索架、內(nèi)層供絲裝置、中層供絲裝置和外層供絲裝置，所述擰索架的設(shè)置位置與內(nèi)層供絲裝置、中層供絲裝置和外層供絲裝置出索端部對應(yīng)，其特征在于所述內(nèi)層供絲裝置為中心供絲套管，中心供絲套管沿中心線穿過中空主軸，進絲端設(shè)置內(nèi)層鋼絲張力控制器，內(nèi)層鋼絲通過內(nèi)層鋼絲張力控制器引出并穿過中心供絲套管至擰索架；中層供絲裝置包括中空主軸、中層供絲支座和用于驅(qū)動中空主軸轉(zhuǎn)動的中層伺服電機，所述中空主軸兩端支撐于機床架并與其轉(zhuǎn)動配合，中層供絲支座與中空主軸在圓周方向固定配合，所述中層供絲支座上設(shè)置中層鋼絲張力控制器，每根中層鋼絲通過一個中層鋼絲張力控制器引出至擰索架，外層供絲裝置包括外層供絲支座和用于驅(qū)動外層供絲支座轉(zhuǎn)動的外層伺服電機，所述外層供絲支座位于中層供絲裝置轉(zhuǎn)動軌跡外圓周并與中空主軸轉(zhuǎn)動配合，外層供絲支座上設(shè)置外層鋼絲張力控制器，每根外層鋼絲通過一個外層鋼絲張力控制器引出至擰索架；所述內(nèi)層鋼絲張力控制器、中層鋼絲張力控制器和外層鋼絲張力控制器與主軸軸線的夾角分別與多股簧的內(nèi)層、中層、外層鋼索螺旋角相等。所述內(nèi)層鋼絲張力控制器、中層張力控制器和外層張力控制器均設(shè)置張力采集組件和張力控制組件，所述張力采集組件采集的張力信號輸出至自動控制系統(tǒng)，所述張力控制組件由自動控制系統(tǒng)控制對鋼絲施加張力；中層伺服電機和外層伺服電機均與自動控制系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于所述內(nèi)層鋼絲 張力控制器、中層張力控制器和外層張力控制器均包括殼體，所述殼體內(nèi)與其 在圓周方向轉(zhuǎn)動配合設(shè)置鋼絲盒；張力控制組件包括磁粉制動器和阻尼部件， 阻尼部件包括軸向并列連接的制動盤和阻尼環(huán)，制動盤與殼體在圓周方向轉(zhuǎn)動 配合，阻尼環(huán)與制動盤之間沿圓周方向形成環(huán)形過絲槽，磁粉制動器的制動軸與制動盤在圓周方向嚙合；張力采集組件包括過絲輪、壓力傳感器和固定設(shè)置在殼體上的傳感器座，所述過絲輪通過壓力傳感器套在壓力傳感器座上與其轉(zhuǎn)動配合；所述壓力傳感器的信號輸出端和磁粉制動器分別連接自動控制系統(tǒng)； 鋼絲由鋼絲盒弓i出繞過環(huán)形過絲槽后經(jīng)過絲輪引出殼體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于所述制動盤 上以軸向固定圓周方向可轉(zhuǎn)動的方式設(shè)置調(diào)節(jié)螺釘，調(diào)節(jié)螺釘沿軸向旋入阻尼 環(huán)上的軸向螺紋孔將其連接在制動盤上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于所述機架包 括上機架和下機架，所述擰索裝置設(shè)置在上機架上，所述上機架通過軌道以可 沿中空主軸軸線方向滑動的方式設(shè)置在下機架上；軌道上與上機架的前后滑動 極限位置對應(yīng)分別設(shè)置前位置傳感器和后位置傳感器，所述前位置傳感器和后 位置傳感器的信號輸出端連接自動控制系統(tǒng)；還包括上機架驅(qū)動裝置，包括絲杠驅(qū)動機構(gòu)和機架伺服電機，機架伺服電 機驅(qū)動絲杠驅(qū)動機構(gòu)的絲杠轉(zhuǎn)動，絲杠驅(qū)動機構(gòu)的螺母固定連接上機架；所述 機架伺服電機連接自動控制系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于所述中層供 絲支座包括前中層供絲支座和后中層供絲支座，所述中層鋼絲張力控制器以可 繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動的方式前后端分別設(shè)置在前中層供絲支座和后中層供絲支座 上；外層鋼絲張力控制器以可繞其縱向軸線轉(zhuǎn)動的方式前后端分別設(shè)置在外層 供絲支座上。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于中層鋼絲張 力控制器前后端分別通過中層調(diào)心徑向滾動軸承與前中層供絲支座和后中層供 絲支座配合，中層鋼絲張力控制器前端與前中層供絲支座之間還設(shè)置中層平面 軸承；外層鋼絲張力控制器前后端分別通過外層調(diào)心徑向滾動軸承與外層供絲 支座配合，外層鋼絲張力控制器前端與外層供絲支座之間還設(shè)置外層平面軸承。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于每個中層鋼 絲張力控制器出絲端均連接一個中層供絲套管，鋼絲通過中層供絲套管引出至擰索架；所述中層供絲套管后端固定于前中層供絲支座與中層鋼絲張力控制器 出絲端連接，前端通過套管夾緊螺母固定在中空主軸前端；外層供絲支座固定 連接有外層鋼絲分線盤，外層鋼絲分線盤位于中空主軸前端與擰索架對應(yīng)設(shè)置， 外層鋼絲分線盤上與外層張力控制器數(shù)量及位置對應(yīng)縱向設(shè)置外層鋼絲過絲 孔；所述外層鋼絲過絲孔的中心延長線、中層鋼絲套管中心延長線和內(nèi)層鋼絲 套管中心延長線相交，相交點位于擰索架進絲端所在的平面。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于所述繞簧裝 置包括繞簧主軸總成和進給部件總成，所述繞簧主軸總成包括繞簧主軸、繞簧 伺服電機和鋼索夾具，所述繞簧伺服電機驅(qū)動繞簧主軸轉(zhuǎn)動，鋼索夾具設(shè)置在 繞簧主軸前端，所述繞簧主軸軸線與中空主軸軸線垂直；進給部件總成包括絲 杠傳動機構(gòu)和進給伺服電機，絲杠傳動機構(gòu)包括進給絲杠和旋在進給絲杠上的 進給拖板，進給伺服電機驅(qū)動進給絲杠轉(zhuǎn)動；所述進給絲杠軸線平行于繞簧主 軸軸線，繞簧主軸總成固定設(shè)置在進給拖板上；所述繞簧伺服電機和進給伺服 電機均連接自動控制系統(tǒng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于所述外層伺 服電機、中層伺服電機、機架伺服電機、繞簧伺服電機和進給伺服電機均通過 各自的變速裝置輸出動力。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的多股簧數(shù)控加工機床，其特征在于所述外層張 力控制器為9個沿圓周均布，中層張力控制器為6個沿圓周均布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多股簧數(shù)控加工機床，本發(fā)明的機床擰索裝置采用中空主軸結(jié)構(gòu)，每根鋼絲設(shè)置一個張力控制器，并通過傳感裝置采集張力信號，實現(xiàn)自動化控制張力和轉(zhuǎn)速，多股簧的加工過程實現(xiàn)自動化，能夠?qū)崿F(xiàn)各裝置之間精確的轉(zhuǎn)速匹配，精確控制鋼索鋼絲索距和彈簧螺距，通過鋼絲張力控制器及數(shù)據(jù)采集、控制系統(tǒng)可以對多股簧加工過程中的每股鋼絲的張力進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)了每股鋼絲的張力恒定且各股鋼絲之間的張力均勻并一致，并可以通過上位機的應(yīng)用程序?qū)崟r的監(jiān)控張力，完全實現(xiàn)了張力的自整定系統(tǒng)；保證多股簧加工完成之后的回彈量，從而保證成品多股螺旋彈簧的質(zhì)量和延長使用壽命；中空主軸設(shè)計，保證整個機床結(jié)構(gòu)緊湊，布置合理。
文檔編號B21F35/00GK101633027SQ20091010459
公開日2010年1月27日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月11日
發(fā)明者杰 周, 玲 康, 彭玉鑫, 王時龍, 程建宏, 政 鄒 申請人:重慶大學(xué)