專利名稱：三棱形軸孔工件零位自動(dòng)找正裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)電精密測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及精密傳動(dòng)部件在加工時(shí)的零位 自動(dòng)找正裝置
二背景技術(shù)：
三棱形曲線為一種以圓為基準(zhǔn)的延伸外擺線，在360°周向其極半徑由小逐漸非 線性增大，再由大逐漸對(duì)稱減小，其極半徑“增大”、“減小”再“增大”再“減小”循環(huán)變化， 在360°周向上共循環(huán)三次，呈每隔120°對(duì)稱分布，其大小與形狀由基圓直徑和偏心距兩 個(gè)參數(shù)確定。三棱形軸孔工件是橫截面形狀為三棱形曲線的軸類零件和孔類零件的統(tǒng)稱。 三棱形軸與三棱形孔套裝在一起一般稱為三棱形的軸轂聯(lián)接，用于傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，作為 一種新型聯(lián)接方式，跟傳統(tǒng)的鍵與鍵槽聯(lián)接方式相比，具有聯(lián)接強(qiáng)度高、在載荷作用下能自 動(dòng)定心、保持軸與轉(zhuǎn)動(dòng)零件的動(dòng)平衡、傳遞扭矩大、沒(méi)有應(yīng)力集中、傳動(dòng)時(shí)的振動(dòng)和噪聲低 等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于轉(zhuǎn)動(dòng)速度高、傳遞扭矩大并且要求低噪聲的場(chǎng)合。目前，三棱形的軸轂 聯(lián)接廣泛應(yīng)用于船舶工業(yè)、航空航天、高精度刀具系統(tǒng)和Fl賽車(chē)等的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞。作為一種精密傳動(dòng)部件，三棱形軸孔工件的加工精度要求很高。由于三棱形為非 圓閉合曲線，在加工開(kāi)始時(shí)需要對(duì)被加工的三棱形軸孔工件C軸零點(diǎn)位置進(jìn)行找正，即讓 三棱形軸孔工件繞C軸軸心轉(zhuǎn)動(dòng)到某個(gè)固定位置(此時(shí)，工件上三棱形輪廓的一個(gè)最小極 半徑點(diǎn)與工件中心點(diǎn)之間的連線處于水平方向)，簡(jiǎn)稱零位找正。在加工開(kāi)始時(shí)對(duì)三棱形軸 孔工件(毛坯)的零位找正是否準(zhǔn)確，直接影響著三棱形軸孔工件的精度和產(chǎn)品質(zhì)量。目 前，三棱形軸孔工件在磨削時(shí)，其零位找正是采用標(biāo)準(zhǔn)塞規(guī)、水平儀和手輪操作三結(jié)合的辦 法。這種傳統(tǒng)的手動(dòng)找正方法，主要存在著對(duì)工人的技術(shù)水平要求高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，耗 時(shí)，精度不易保證等缺點(diǎn)。
三、發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在針對(duì)目前三棱形軸孔工件在磨削時(shí)手動(dòng)找正中存在的不足之處， 提供一種三棱形軸孔工件零位自動(dòng)找正裝置，具有能快速檢測(cè)出三棱形軸孔工件在機(jī)床 上的夾持位置與理想零點(diǎn)位置之間的偏轉(zhuǎn)角度，并指示機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)其夾持工件的C軸至工件 的零點(diǎn)位置，能實(shí)現(xiàn)三棱形軸孔工件零位自動(dòng)找正等特點(diǎn)。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種三棱形軸孔工件零位自動(dòng)找正裝置，主要 包括圓光柵編碼器、耦合法蘭部件、重錘、CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器等。圓光柵編碼器 內(nèi)的處理電路、CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)電路或無(wú)線收發(fā)裝置或電路和無(wú)線收發(fā) 裝置連接。圓光柵編碼器是一種通用的轉(zhuǎn)角檢測(cè)傳感器，主要由兩個(gè)圓光柵(圓光柵為一塊 玻璃圓盤(pán)，沿其圓周360°方向上均勻分布著明暗相間且指向圓心的直線形條紋，其“明暗 相間”為透明與不透明相互間隔)、發(fā)光管、受光管、處理電路、軸承、軸、前端法蘭、筒體外殼 等組成。一個(gè)圓光柵(動(dòng)?xùn)?套裝并固接于軸上，其圓心與軸心重合，軸的軸心線垂直于圓光柵的盤(pán)面；另一個(gè)圓光柵(靜柵)固接于前端法蘭上，兩個(gè)圓光柵的盤(pán)面相互平行，其各 自的中心在軸心線上重合；軸承的內(nèi)圈與軸套裝在一起，軸承的外圈與前端法蘭套裝在一 起，軸承的中心、前端法蘭的中心和軸的軸心線三者重合，軸與前端法蘭可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；發(fā)光 管和受光管分別安置于兩個(gè)圓光柵盤(pán)面的前面和后面(沿軸的軸線方向)。兩個(gè)圓光柵、發(fā) 光管、受光管、處理電路、軸承以及軸的一部分，封裝于前端法蘭和筒體外殼組成的封閉殼 體中，前端法蘭和筒體外殼通過(guò)螺釘固接。軸的一端從前端法蘭的中心孔處穿出并暴露在 殼體之外，能相對(duì)于前端法蘭和筒體外殼轉(zhuǎn)動(dòng)。處理電路的電源線及信號(hào)線從筒體外殼上 開(kāi)孔引出。在外力或者運(yùn)動(dòng)慣性的作用下，軸能相對(duì)于殼體(包括前端法蘭和筒體外殼) 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與軸固接的圓光柵(動(dòng)?xùn)?相對(duì)于另一個(gè)與前端法蘭固接的圓光柵(靜柵) 轉(zhuǎn)動(dòng)，通電后，兩個(gè)圓光柵、發(fā)光管、受光管和處理電路一起工作，就能根據(jù)兩個(gè)圓光柵的相 對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，從而測(cè)量出兩個(gè)圓光柵的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度，亦即測(cè)量出 圓光柵編碼器的軸與殼體(包括前端法蘭和筒體外殼)之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鋼或者鐵或者銅或者鋁合金，沿其軸 線方向的高度為30mm——150mm，圓筒的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三 棱形孔或者三棱形軸，其法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器的前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán) 的形狀尺寸與圓光柵編碼器的前端法蘭匹配；與法蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形孔或者三棱 形軸與被加工的三棱形軸或者三棱形孔的尺寸匹配并套裝在一起，以便一起同步轉(zhuǎn)動(dòng)。耦 合法蘭部件的圓筒體上開(kāi)有通孔以便重錘的連桿穿過(guò)并保證重錘能夠鉛錘向下。耦合法蘭 部件的一端通過(guò)法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器的殼體用螺釘固接，另一端的三棱形孔或者三棱形 軸，在進(jìn)行零位找正時(shí)，與被加工的三棱形工件的軸或者孔套裝在一起以便同步轉(zhuǎn)動(dòng)，即通 過(guò)耦合法蘭部件實(shí)現(xiàn)圓光柵編碼器的殼體與被加工的三棱形工件同步轉(zhuǎn)動(dòng)。重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為25mm——130mm，連桿材料為鋼或者鐵 或者銅或者鋁合金。錘體的形狀為球體或者圓柱體或者圓錐體當(dāng)為球體時(shí)，其直徑為 6mm——50mm ；當(dāng)為圓柱體時(shí)，其直徑為6mm——50mm、高為6mm——IOOmm ；當(dāng)為圓錐體時(shí)， 其直錐頂角為30°——45° mm、高度為IOmm——IOOmm0垂體材料為鋼或者鐵或者銅或者 鋁合金。連桿的一端固接有錘體，另一端穿過(guò)耦合法蘭部件的圓筒體上的通孔垂直固接在 圓光柵編碼器前端法蘭中心處伸出的軸上。當(dāng)圓光柵編碼器以其軸線為水平方向放置時(shí)， 重錘形成以圓光柵編碼器軸線為中心的單擺，重錘的擺動(dòng)將帶動(dòng)圓光柵編碼器的軸同步轉(zhuǎn) 動(dòng)。在重力作用下，重錘最終將停留在鉛錘向下的方位不動(dòng)，從而保證在三棱形工件被加工 的過(guò)程中(此時(shí)該工件被數(shù)控機(jī)床水平夾持，即該工件的軸線處于水平位置)，圓光柵編碼 器的軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。CPU處理單元由單片機(jī)、外圍電路、通信接口、外殼等組成，安裝在數(shù)控機(jī)床上或者 單獨(dú)裝設(shè)。CPU處理單元接受來(lái)自圓光柵編碼器發(fā)出的信號(hào)并進(jìn)行處理，并計(jì)算出圓光柵編 碼器的軸與殼體之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，再將反映此轉(zhuǎn)角的信號(hào)通過(guò)通信接口傳輸給偏轉(zhuǎn)角度指 示器予以顯示，同時(shí)，將此角度信號(hào)傳輸給數(shù)控機(jī)床用于控制。偏轉(zhuǎn)角度指示器由液晶顯示器或者數(shù)碼管顯示器以及外圍電路組成，用于接受 CPU處理單元傳來(lái)的轉(zhuǎn)角信號(hào)并予以顯示。它與CPU處理單元安裝在一起，或者單獨(dú)裝設(shè)。當(dāng)耦合法蘭部件與被水平夾持于磨床上的被加工工件通過(guò)三棱形孔或軸套裝在 一起時(shí)，圓光柵編碼器的殼體將通過(guò)耦合法蘭部件在工件的帶動(dòng)下同步轉(zhuǎn)動(dòng)，即圓光柵編碼器的外殼、耦合法蘭部件、被加工工件三者的轉(zhuǎn)動(dòng)位置完全一致。由于圓光柵編碼器的 軸在重錘的重力作用下不會(huì)隨著圓光柵編碼器的殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，所以圓光柵編碼器測(cè) 得到其殼體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，即測(cè)得被加工工件的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。該轉(zhuǎn)動(dòng)角度信號(hào)經(jīng)CPU處理單元 處理后即通過(guò)偏轉(zhuǎn)角度指示器予以顯示，并通過(guò)通信接口傳遞給機(jī)床控制系統(tǒng)，控制被加 工的三棱形工件轉(zhuǎn)動(dòng)到零位，從而實(shí)現(xiàn)了被加工的三棱形工件在加工的過(guò)程中零位自動(dòng)找 正的功能。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案以后，主要有以下效果1.本實(shí)用新型以重錘鉛錘向下為測(cè)量基準(zhǔn)。重錘固接在圓光柵編碼器的伸出軸 上，在重力的作用下重錘始終鉛錘向下，使得圓光柵編碼器的伸出軸的周向位置實(shí)現(xiàn)固定， 當(dāng)圓光柵編碼器的殼體由水平夾持在機(jī)床上的工件通過(guò)耦合法蘭部件帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角 度時(shí)，圓光柵編碼器殼體與其伸出軸之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度立即被圓光柵及其處理電路探 測(cè)到，即實(shí)現(xiàn)了工件相對(duì)于鉛錘向下的方向偏轉(zhuǎn)角度的測(cè)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了工件相對(duì)于零位 (水平方向)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的測(cè)量。2.零位自動(dòng)找正。當(dāng)本實(shí)用新型套裝在被機(jī)床水平夾持的工件上時(shí)，其重錘要發(fā) 生單擺運(yùn)動(dòng)，在阻尼作用下單擺的振幅會(huì)逐漸減弱為零并指向鉛錘向下的方向，為快速測(cè) 量出工件相對(duì)于零位的偏轉(zhuǎn)角度，本裝置的CPU處理單元能根據(jù)重錘單擺的運(yùn)動(dòng)特性，在 對(duì)重錘單擺振幅進(jìn)行采樣的基礎(chǔ)上快速計(jì)算出重錘最終將停止的位置，從而計(jì)算出工件相 對(duì)于鉛錘方向和零位(水平方向)的偏轉(zhuǎn)角度，傳遞給數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)，控制被加工工 件自動(dòng)轉(zhuǎn)回到零位。3.本實(shí)用新型，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用可靠、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量誤差小、能快速準(zhǔn)確顯示 被加工的三棱形工件的偏轉(zhuǎn)角度，并能指示機(jī)床控制系統(tǒng)將被加工的三棱形工件自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 至零點(diǎn)位置，從而實(shí)現(xiàn)三棱形軸孔工件零位自動(dòng)找正功能等特點(diǎn)。它實(shí)現(xiàn)了對(duì)三棱形工件 在加工時(shí)零位找正的自動(dòng)化，能夠提高生產(chǎn)效率、減小工人勞動(dòng)強(qiáng)度、降低加工成本、提升 產(chǎn)品質(zhì)量，是一種方便、準(zhǔn)確而實(shí)用的三棱形軸孔工件零位自動(dòng)找正裝置。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于三棱形工件的加工中，特別適用于三棱形軸、孔的加工 中。
四
圖1為三棱形曲線的示意圖；圖2為三棱形工件(帶動(dòng)圓光柵編碼器殼體)處于零位時(shí)與重錘的相對(duì)位置示意 圖；圖3為三棱形工件(帶動(dòng)圓光柵編碼器殼體)處于非零位時(shí)其偏轉(zhuǎn)角度關(guān)系示意 圖；圖4為實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1圓光柵編碼器、2耦合法蘭部件、3重錘、A三棱形輪廓某個(gè)(共有3個(gè))極 半徑最小的點(diǎn)、θ工件被機(jī)床夾持所處位置相對(duì)于零點(diǎn)位置的偏轉(zhuǎn)角度。五具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。實(shí)施方式1 如圖4所示，一種三棱形軸工件零位自動(dòng)找正裝置，主要包括圓光柵編碼器、耦合 法蘭部件、重錘、CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器等。圓光柵編碼器內(nèi)的處理電路、CPU處理 單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)電路連接。圓光柵編碼器1采用中科院光電技術(shù)研究所生產(chǎn)的GBA03AI編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鋼，沿其軸線方向的高度為42mm，圓筒 的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三棱形孔，其法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器的 前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與圓光柵編碼器的前端法蘭匹配；與法 蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形孔與被加工的三棱形軸的尺寸匹配并套裝在一起，以便一起向 步轉(zhuǎn)動(dòng)。耦合法蘭部件的圓筒體上開(kāi)有通孔以便重錘的連桿穿過(guò)并保證重錘能夠鉛錘向 下。耦合法蘭部件的一端通過(guò)法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器的殼體用螺釘固接，另一端的三棱形 孔或者三棱形軸，在進(jìn)行零位找正時(shí)，與被加工的三棱形工件的軸或者孔套裝在一起以便同 步轉(zhuǎn)動(dòng)，即通過(guò)耦合法蘭部件實(shí)現(xiàn)圓光柵編碼器的殼體與被加工的三棱形工件同步轉(zhuǎn)動(dòng)。重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為40mm，連桿材料為銅。錘體的形狀為圓柱 體，其直徑為15mm、高為20mm，錘體材料為銅。連桿的一端固接有垂體，另一端穿過(guò)耦合法 蘭部件的圓筒體上的通孔垂直固接在圓光柵編碼器前端法蘭中心處伸出的軸上。當(dāng)圓光柵 編碼器以其軸線為水平方向放置時(shí)，重錘形成以圓光柵編碼器軸線為中心的單擺，重錘的 擺動(dòng)將帶動(dòng)圓光柵編碼器的軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。在重力作用下，重錘最終將停留在鉛錘向下的方 位不動(dòng)，從而保證在三棱形工件被加工的過(guò)程中(此時(shí)該工件被數(shù)控機(jī)床水平夾持，即該 工件的軸線處于水平位置)，圓光柵編碼器的軸不轉(zhuǎn)動(dòng)。CPU處理單元的單片機(jī)采用ATMEL公司的89c51，偏轉(zhuǎn)角度指示器采用數(shù)碼管顯示 器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元安裝在一起。實(shí)施方式2 如圖5所示，一種三棱形孔工件自動(dòng)找正裝置，同實(shí)施方式1，其中圓光柵編碼器1內(nèi)的處理電路與CPU處理單元通過(guò)電路連接，CPU處理單元與偏 轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置連接。圓光柵編碼器1采用德國(guó)倍加福公司生產(chǎn)的TV158編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為銅，沿其軸線方向的高度為30mm，圓筒 的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三棱形軸，其法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器的 前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與圓光柵編碼器的前端法蘭匹配；與法 蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形軸與被加工的三棱形孔的尺寸匹配并套裝在一起，以便一起同 步轉(zhuǎn)動(dòng)。重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為25mm，連桿材料為鋼。錘體的形狀為圓柱 體，其直徑為6mm、高為100mm，錘體材料為鋼。CPU處理單元的單片機(jī)采用美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的MSP430，偏轉(zhuǎn)角度指示器采 用液晶顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元分別單獨(dú)裝設(shè)。實(shí)施方式3 [0038]如圖5所示，一種三棱形孔工件自動(dòng)找正裝置，同實(shí)施方式1，其中圓光柵編碼器1內(nèi)的處理電路與CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)電路連接。圓光柵編碼器1采用德國(guó)倍加福公司生產(chǎn)的TV178編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鋁合金，沿其軸線方向的高度為 150mm，圓筒的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三棱形軸，其法蘭盤(pán)與圓光 柵編碼器的前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與圓光柵編碼器的前端法 蘭匹配；與法蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形軸與被加工的三棱形孔的尺寸匹配并套裝在一 起，以便一起同步轉(zhuǎn)動(dòng)。重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為130mm，連桿材料為鋁合金。錘體的形狀 為圓柱體，其直徑為50mm、高為6mm，錘體材料為鋁合金。CPU處理單元的單片機(jī)采用ATMEL公司生產(chǎn)的ATMEGA81-8PU，偏轉(zhuǎn)角度指示器采 用液晶顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元分別單獨(dú)裝設(shè)。實(shí)施方式4 如圖5所示，二種三棱形軸工件自動(dòng)找正裝置，同實(shí)施方式1，其中圓光柵編碼器1內(nèi)的處理電路與CPU處理單元通過(guò)電路連接，CPU處理單元與偏 轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置連接。圓光柵編碼器1采用德國(guó)倍加福公司生產(chǎn)的RV150編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鐵，沿其軸線方向的高度為42mm。重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為40mm，連桿材料為鐵。錘體的形狀為球 體，其直徑為15mm，錘體材料為鐵。CPU處理單元的單片機(jī)采用ATMEL公司生產(chǎn)的ATMEGA81-8AU，偏轉(zhuǎn)角度指示器采 用數(shù)碼管顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元安裝在一起。實(shí)施方式5:如圖5所示，一種三棱形孔工件自動(dòng)找正裝置，同實(shí)施方式1，其中圓光柵編碼器1內(nèi)的處理電路與CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)電路連接。圓光柵編碼器1采用中科院光電技術(shù)研究所生產(chǎn)的GBZ03A編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為銅，沿其軸線方向的高度為30mm，圓筒 的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三棱形軸，其法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器的 前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與圓光柵編碼器的前端法蘭匹配；與法 蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形軸與被加工的三棱形孔的尺寸匹配并套裝在一起，以便一起同 步轉(zhuǎn)動(dòng)。重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為25mm，連桿材料為鋼。錘體的形狀為球 體，其直徑為6mm，錘體材料為鋼。CPU處理單元的單片機(jī)采用ATMEL公司生產(chǎn)的ATMEGA81-16AU，偏轉(zhuǎn)角度指示器采 用液晶顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元安裝在一起。實(shí)施方式6 如圖5所示，一種三棱形軸工件自動(dòng)找正裝置，同實(shí)施方式1，其中圓光柵編碼器1內(nèi)的處理電路與CPU處理單元通過(guò)電路連接，CPU處理單元與偏 轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置連接。[0061]圓光柵編碼器1采用美國(guó)BEI公司生產(chǎn)的H25D編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鋼，沿其軸線方向的高度為150mm。重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為130mm，連桿材料為鋁合金。錘體的形狀 為球體，其直徑為50mm，錘體材料為鋁合金。CPU處理單元的單片機(jī)采用英國(guó)ARM公司生產(chǎn)的ARM710，偏轉(zhuǎn)角度指示器采用數(shù) 碼管顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元分別單獨(dú)裝設(shè)。實(shí)施方式7 如圖5所示，一種三棱形孔工件自動(dòng)找正裝置，同實(shí)施方式1，其中圓光柵編碼器1內(nèi)的處理電路與CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)電路連接。圓 光柵編碼器1采用美國(guó)BEI公司生產(chǎn)的H25E編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鋼，沿其軸線方向的高度為42mm，圓筒 的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三棱形軸，其法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器的 前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與圓光柵編碼器的前端法蘭匹配；與法 蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形軸與被加工的三棱形孔的尺寸匹配并套裝在一起，以便一起同 步轉(zhuǎn)動(dòng)。重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為40mm，連桿材料為銅。錘體的形狀為圓錐 體，其錐頂角為40°，高度為30mm，錘體材料為銅。CPU處理單元的單片機(jī)采用英國(guó)ARM公司生產(chǎn)的ARM710T，偏轉(zhuǎn)角度指示器采用液 晶顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元安裝在一起。實(shí)施方式8:如圖5所示，一種三棱形軸工件自動(dòng)找正裝置，同實(shí)施方式1，其中圓光柵編碼器1內(nèi)的處理電路與CPU處理單元通過(guò)電路連接，CPU處理單元與偏 轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置連接。圓光柵編碼器1采用德國(guó)SICK公司生產(chǎn)的ATM90-ATK12X12編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為銅，沿其軸線方向的高度為30mm。重錘 為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為25mm，連桿材料為鋼。錘體的形狀為圓錐體，其錐頂角 為45°，高度為10mm，錘體材料為鋼。CPU處理單元的單片機(jī)采用英國(guó)ARM公司生產(chǎn)的ARM9TDMI，偏轉(zhuǎn)角度指示器采用 數(shù)碼管顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元安裝在一起。實(shí)施方式9 如圖5所示，一種三棱形孔工件自動(dòng)找正裝置，同實(shí)施方式1，其中圓光柵編碼器1內(nèi)的處理電路與CPU處理單元通過(guò)電路連接，CPU處理單元與偏 轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置連接。圓光柵編碼器1采用德國(guó)倍加福公司生產(chǎn)的RV158編碼器。耦合法蘭部件是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鋁合金，沿其軸線方向的高度為 150mm，圓筒的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三棱形軸，其法蘭盤(pán)與圓光 柵編碼器的前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與圓光柵編碼器的前端法蘭 匹配；與法蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形軸與被加工的三棱形孔的尺寸匹配并套裝在一起， 以便一起同步轉(zhuǎn)動(dòng)。[0082]重錘為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為130mm，連桿材料為鋁合金。錘體的形狀 為圓錐體，其錐頂角為30°，高度為100mm，錘體材料為鋁合金。CPU處理單元的單片機(jī)采用英國(guó)ARM公司生產(chǎn)的ARM940T，偏轉(zhuǎn)角度指示器采用液 晶顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元分別單獨(dú)裝設(shè)。
權(quán)利要求1.一種三棱形軸孔工件自動(dòng)找正裝置，其特征在于主要包括圓光柵編碼器(1)、耦 合法蘭部件O)、重錘(3)、CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器，圓光柵編碼器(1)內(nèi)的處理電 路、CPU處理單元，偏轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)電路或無(wú)線收發(fā)裝置或電路和無(wú)線收發(fā)裝置連接； 圓光柵編碼器(1)是一種通用的轉(zhuǎn)角檢測(cè)傳感器，測(cè)量圓光柵編碼器(1)的軸與其殼體之 間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)角度；耦合法蘭部件( 是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鋼或者鐵或者銅或者 鋁合金，沿其軸線方向的高度為30mm——150mm，圓筒的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中 心處帶有一個(gè)三棱形孔或者三棱形軸，其法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器(1)的前端法蘭通過(guò)螺栓 和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與圓光柵編碼器(1)的前端法蘭匹配；與法蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另 一端的三棱形孔或者三棱形軸與被加工的三棱形軸或者三棱形孔套裝在一起，三棱形孔或 者三棱形軸的尺寸與被加工的三棱形軸或者三棱形孔匹配；耦合法蘭部件O)的圓筒體上 開(kāi)有通孔；重錘(3)為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為25mm——130mm，連桿材料為鋼或 者鐵或者銅或者鋁合金；錘體的形狀為球體或者圓柱體或者圓錐體當(dāng)為球體時(shí)，其直徑 為6mm——50mm ；當(dāng)為圓柱體時(shí)，其直徑為6mm——50mm、高為6mm——IOOmm ；當(dāng)為圓錐體 時(shí)，其直錐頂角為30°——45° mm、高度為IOmm——IOOmm ；錘體材料為鋼或者鐵或者銅或 者鋁合金；連桿的一端固接有錘體，另一端穿過(guò)耦合法蘭部件O)的圓筒體上的通孔垂直 固接在圓光柵編碼器(1)前端法蘭中心處伸出的軸上；CPU處理單元由單片機(jī)、外圍電路、 通信接口、外殼組成，安裝在數(shù)控機(jī)床上或者單獨(dú)裝設(shè)；CPU處理單元接受來(lái)自圓光柵編碼 器(1)發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行處理，并計(jì)算出圓光柵編碼器(1)的軸與殼體之間的相對(duì)轉(zhuǎn)角，再將 反映此轉(zhuǎn)角的信號(hào)通過(guò)通信接口傳輸給偏轉(zhuǎn)角度指示器予以顯示，同時(shí)，將此角度信號(hào)傳 輸給數(shù)控機(jī)床用于控制；偏轉(zhuǎn)角度指示器由液晶顯示器或者數(shù)碼管顯示器以及外圍電路組 成，與CPU處理單元安裝在一起，或者單獨(dú)裝設(shè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三棱形軸孔工件自動(dòng)找正裝置，其特征在于圓光柵編碼器 (1)內(nèi)的處理電路與CPU處理單元通過(guò)電路連接，CPU處理單元與偏轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)無(wú) 線收發(fā)裝置連接；圓光柵編碼器(1)采用中科院光電技術(shù)研究所生產(chǎn)的GBA03AI編碼器； 耦合法蘭部件(2)是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料為鋼，沿其軸線方向的高度為42mm，圓筒的一 端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三棱形軸，其法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器(1)的 前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與圓光柵編碼器(1)的前端法蘭匹配； 與法蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形軸與被加工的三棱形孔的尺寸匹配并套裝在一起；重錘 (3)為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為40mm，連桿材料為銅；錘體的形狀為圓柱體，其直 徑為15mm、高為20mm，錘體材料為銅；CPU處理單元的單片機(jī)采用美國(guó)德州儀器公司生產(chǎn)的 MSP430，偏轉(zhuǎn)角度指示器采用數(shù)碼管顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元安裝在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三棱形軸工件自動(dòng)找正裝置，其特征在于圓光柵編碼器(1) 內(nèi)的處理電路、CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器通過(guò)電路連接；圓光柵編碼器(1)采用 德國(guó) 倍加福公司生產(chǎn)的TV158編碼器；耦合法蘭部件( 是形狀為圓筒的構(gòu)件，材料鋁合金，沿 其軸線方向的高度為30mm，圓筒的一端帶有一個(gè)法蘭盤(pán)，另一端的中心處帶有一個(gè)三棱形 孔，其法蘭盤(pán)與圓光柵編碼器(1)的前端法蘭通過(guò)螺栓和螺帽聯(lián)接，法蘭盤(pán)的形狀尺寸與 圓光柵編碼器(1)的前端法蘭匹配；與法蘭盤(pán)對(duì)應(yīng)的另一端的三棱形孔與被加工的三棱形 軸的尺寸匹配并套裝在一起；重錘C3)為一個(gè)帶連桿的錘體，連桿的長(zhǎng)度為25mm，連桿材料 為鋼；錘體的形狀為圓球體，該球體直徑為15mm、錘體材料為鋼；CPU處理單元的單片機(jī)采用ATMEL公司的89c51，偏轉(zhuǎn)角度指示器采用液晶顯示器，偏轉(zhuǎn)角度指示器與CPU處理單元 分別單獨(dú)裝設(shè)。
專利摘要一種三棱形軸孔工件零位自動(dòng)找正裝置，涉及精密傳動(dòng)部件在加工時(shí)的零位自動(dòng)找正。本實(shí)用新型主要包括圓光柵編碼器、耦合法蘭部件、重錘、CPU處理單元、偏轉(zhuǎn)角度指示器等。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用可靠、操作簡(jiǎn)便、測(cè)量誤差小、能快速準(zhǔn)確顯示被加工的三棱形工件的偏轉(zhuǎn)角度，并能指示數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)將被加工工件自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)至零點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三棱形工件在加工時(shí)零位找正的自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率、減小了工人勞動(dòng)強(qiáng)度、降低了加工成本、提升了產(chǎn)品質(zhì)量。本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于三棱形工件的加工中，特別實(shí)用于三棱形軸、孔的加工中。
文檔編號(hào)B24B5/48GK201889686SQ20092029413
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者洪雪飛, 程洪, 簡(jiǎn)毅 申請(qǐng)人:簡(jiǎn)毅