一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)及加工方法
【專利摘要】一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)及加工方法，屬于超聲波整形及拋光【技術(shù)領(lǐng)域】。立柱和X軸平移機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在所述底座上；X軸平移機(jī)構(gòu)和Z軸升降機(jī)構(gòu)分別由導(dǎo)軌、絲杠、移動(dòng)平臺(tái)機(jī)械部件和伺服電機(jī)組成，Z軸升降機(jī)構(gòu)安裝在立柱的正前面；超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)接塊安裝在Z軸升降機(jī)構(gòu)的升降臺(tái)上；砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)通過支架安裝在X軸平移機(jī)構(gòu)的移動(dòng)臺(tái)上；控制系統(tǒng)部件箱通過固定螺釘安裝在立柱的左側(cè)壁。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)加工時(shí)間及加工壓力的設(shè)定、工具針自動(dòng)在線修磨、工具針和拉絲模自動(dòng)定位、自動(dòng)超聲加工等功能，從而消除手工加工導(dǎo)致孔形一致性和穩(wěn)定性差的問題，提高拉絲模的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。
【專利說明】一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)及加工方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)及加工方法，屬于超聲波整形及拋光【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]拉絲模是拉制各種金屬線材的重要工具，在拉絲過程中，金屬絲通過模孔發(fā)生塑性變形達(dá)到預(yù)定尺寸精度和表面質(zhì)量。我國(guó)是線材生產(chǎn)大國(guó)，產(chǎn)量居世界前列，隨著現(xiàn)在制造業(yè)的發(fā)展，高速拉絲機(jī)得以廣泛使用，如何提高模具使用壽命，降低生產(chǎn)成本，成為金屬線材行業(yè)普遍關(guān)注的課題。拉絲模?？字谱靼す獯蚩住⒛？渍?、?？讙伖馊齻€(gè)主要過程，其中，?？渍魏蛼伖馐菦Q定拉絲?？椎男螤?、幾何尺寸的關(guān)鍵過程。由于模芯材料具有極高的硬度，傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法難以實(shí)現(xiàn)對(duì)拉絲模工作區(qū)的加工。目前，國(guó)內(nèi)外多采用超聲整形的方法進(jìn)行加工。在利用超聲工具針整形加工的過程中，?？變?nèi)表面被加工的同時(shí)，超聲工具針也必然發(fā)生磨損，且由于硬度原因，超聲工具針的磨損率遠(yuǎn)大于?？變?nèi)壁材料的去除率。
[0003]超聲工具針的磨損會(huì)嚴(yán)重影響?？坠ぷ鲄^(qū)幾何尺寸的精確性，因此，加工中必須經(jīng)常對(duì)超聲工具針進(jìn)行修磨，使其復(fù)原到原始精確的形狀。利用CN202062262U公開的《拉絲模超聲波整形拋光機(jī)》和CN301672397S公開的《超聲波研磨拋光機(jī)》設(shè)備進(jìn)行模孔超聲加工，其超聲加工和超聲工具針修整是分開完成的，且全部通過手工操作完成。在加工過程中需要操作工人手動(dòng)完成?？着c超聲工具針的找正，然后開啟超聲加工，完成30秒鐘左右的超聲整形加工后，要馬上將超聲工具針及針桿從設(shè)備上拆下，用專用砂輪磨針機(jī)手工修磨。對(duì)于不熟練的操作工人，每次磨針完成后，還要用專用角度板對(duì)超聲工具針進(jìn)行檢測(cè)校準(zhǔn)，可見，超聲整形加工對(duì)操作人員的熟練程度要求很高。另外，由于超聲加工拉絲模是仿形加工，可能存在裝夾的超聲工具針不直、每次磨針角度不一致、針形不圓等種種情況，致使拉絲模具的質(zhì)量難以保證。拆針、磨針、校對(duì)、再磨針、裝針等輔助工作占去了?？准庸さ拇罅繒r(shí)間，效率非常低?？傊?，傳統(tǒng)手工加工方式難以保證拉絲模孔形尺寸及精度的一致性和穩(wěn)定性,產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率低。`

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)及加工方法，提高拉絲模具的加工精度和加工效率，消除手工加工導(dǎo)致孔形一致性、穩(wěn)定性差以及生產(chǎn)效率低等方面的缺陷，提升拉絲模整形加工設(shè)備的自動(dòng)化水平。
[0005]一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，包括:底座、X軸平移機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)、立柱、Z軸升降機(jī)構(gòu)、超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)部件箱、砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)；立柱和X軸平移機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在所述底座上；x軸平移機(jī)構(gòu)和Z軸升降機(jī)構(gòu)分別由導(dǎo)軌、絲杠、移動(dòng)平臺(tái)機(jī)械部件和伺服電機(jī)組成，Z軸升降機(jī)構(gòu)安裝在立柱的正前面；超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)接塊安裝在Z軸升降機(jī)構(gòu)的升降臺(tái)上；砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)通過支架安裝在X軸平移機(jī)構(gòu)的移動(dòng)臺(tái)上；控制系統(tǒng)部件箱通過固定螺釘安裝在立柱的左側(cè)壁。
[0006]一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工方法，其特征是利用PLC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)X軸伺服電機(jī)、Z軸伺服電機(jī)、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)、砂輪往復(fù)電機(jī)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)及壓力傳感機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)拉絲模自動(dòng)加工工作流程的控制；
[0007]Z軸升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)超聲工具針向下移動(dòng)并與模具座工作臺(tái)上的拉絲模孔相接觸，壓力傳感裝置可以感知超聲工具針施加在拉絲模上的壓力值并與設(shè)定壓力相比較，從而實(shí)現(xiàn)拉絲模超聲加工時(shí)壓力的準(zhǔn)確控制；
[0008]按照拉絲模的加工工藝設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的動(dòng)作流程:初始化回零，超聲工具針長(zhǎng)度的測(cè)量，超聲工具針磨針位置的計(jì)算，超聲工具針砂輪修整定位，超聲工具針砂輪修整，超聲工具針和砂輪修整機(jī)構(gòu)都返回零位，超聲工具針與拉絲模進(jìn)行加工定位，超聲加工，加工完成后超聲工具針回零，一次循環(huán)結(jié)束。
[0009]所述拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)控制系統(tǒng)按照上述所述的動(dòng)作流程，利用PLC控制器通過參數(shù)設(shè)定和壓力傳感信號(hào)的獲取控制X軸平移機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)、Z軸升降機(jī)構(gòu)伺服電機(jī)、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)、砂輪往復(fù)移動(dòng)電機(jī)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)和超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)拉絲模自動(dòng)加工工作流程的控制。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)加工時(shí)間及加工壓力的設(shè)定、超聲工具針在線自動(dòng)修磨、?？着c超聲工具針自動(dòng)定位、自動(dòng)超聲加工等功能，不僅可以消除手工加工導(dǎo)致孔形一致性、穩(wěn)定性差等問題，而且可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)加工工序，提高拉絲模的生產(chǎn)加工精度及加工效率。同時(shí)，開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)拉絲模超聲整形加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)拉絲模整形和拋光的自動(dòng)加工技術(shù)，不僅可以打破國(guó)外對(duì)拉絲模自動(dòng)超聲整形【技術(shù)領(lǐng)域】的壟斷，填補(bǔ)我國(guó)在拉絲模自動(dòng)超聲整形領(lǐng)域的技術(shù)空白，實(shí)現(xiàn)拉絲模整形加工的自動(dòng)化及參數(shù)的數(shù)據(jù)化，而且大大提高我國(guó)拉絲模具的品質(zhì)和使用壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，如圖其中:
[0012]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)軸測(cè)視圖；
[0013]圖2是拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)中Z軸升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)視圖；
[0014]圖3是拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)中X軸平移機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)視圖；
[0015]圖4是拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)控制系統(tǒng)流程圖。
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0017]顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]實(shí)施例1:如圖1，一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，其主要機(jī)構(gòu)包括:底座1、X軸平移機(jī)構(gòu)2、工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)3、立柱4、Z軸升降機(jī)構(gòu)5、超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6、控制系統(tǒng)部件箱7、砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)8 ；
[0019]所述立柱4和所述X軸平移機(jī)構(gòu)2通過螺釘固定在所述底座I上；
[0020]所述X軸平移機(jī)構(gòu)2和所述Z軸升降機(jī)構(gòu)5分別由導(dǎo)軌、絲杠、移動(dòng)平臺(tái)機(jī)械部件和伺服電機(jī)組成，所述Z軸升降機(jī)構(gòu)5安裝在所述立柱4的正前面；
[0021]所述超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6通過轉(zhuǎn)接塊安裝在Z軸升降機(jī)構(gòu)5的升降臺(tái)上；
[0022]砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)8和工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)3通過支架安裝在X軸平移機(jī)構(gòu)2的移動(dòng)臺(tái)上；
[0023]控制系統(tǒng)部件箱7通過固定螺釘安裝在立柱4的左側(cè)壁。
[0024]實(shí)施例2:如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，主要結(jié)構(gòu)包括底座l、x軸平移機(jī)構(gòu)2、工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)3、立柱4、Z軸升降機(jī)構(gòu)5、超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6、控制系統(tǒng)部件箱7、砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)8 ；
[0025]一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，其詳細(xì)結(jié)構(gòu)包括Z軸伺服電機(jī)9、Z軸升降臺(tái)10、超聲工具針11、傳振桿12、超聲換能器部件13、超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)14、第一支撐滑輪15、鋼絲繩16、配重17、壓力傳感裝置18、砂輪往復(fù)電機(jī)19、模具座工作臺(tái)20、砂輪往復(fù)電機(jī)輪21、砂輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接桿22、砂輪23、砂輪罩24、砂輪支架25、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)26、砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌27、X軸伺服電機(jī)28、支架29、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪31、皮帶32 ；
[0026]所述Z軸升降機(jī)構(gòu)5主要包括Z軸伺服電機(jī)9、Z軸升降臺(tái)10、第一支撐滑輪15、鋼絲繩16、配重17 ;鋼絲繩16的一端通過轉(zhuǎn)接裝置與Z軸升降臺(tái)10相連接，鋼絲繩16的另一端穿過第一支撐滑輪15的滑槽和第二支撐滑輪的滑槽后與配重17連接，超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6通過轉(zhuǎn)接塊與Z軸升降臺(tái)10相連接，Z軸伺服電機(jī)9通過導(dǎo)軌和絲杠帶動(dòng)Z軸升降臺(tái)10和超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6上下移動(dòng)；
[0027]所述超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6主要包括超聲工具針11、傳振桿12、超聲換能器部件13、超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)14 ;超聲工具針11與傳振桿12通過螺紋連接，傳振桿12通過螺桿安裝在超聲換能器部件13上，超聲換能器部件13的外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為可旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)14通過聯(lián)軸器和電機(jī)座與超聲換能器部件13相連接，并帶動(dòng)超聲換能器部件13、傳振桿12和超聲工具針11旋轉(zhuǎn)。
[0028]所述工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)3主要包括壓力傳感裝置18、模具座工作臺(tái)20、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪31、皮帶32 ;壓力傳感裝置18安裝在模具座工作臺(tái)20的下部，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30通過電機(jī)座安裝在支架29的右側(cè)面，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪31安裝在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30的電機(jī)軸上，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30通過工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪31和皮帶32帶動(dòng)模具座工作臺(tái)20旋轉(zhuǎn)。
[0029]所述砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)8主要包括砂輪往復(fù)電機(jī)19、砂輪往復(fù)電機(jī)輪21、砂輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接桿22、砂輪23、砂輪罩24、砂輪支架25、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)26、砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌27 ;砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌27安裝在支架29上部，砂輪支架25通過螺釘固定在砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌27的滑動(dòng)塊上；砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)26和砂輪罩24固定在砂輪支架25的轉(zhuǎn)動(dòng)座上，轉(zhuǎn)動(dòng)座上的螺栓軸可以轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)砂輪俯仰角度的調(diào)整；砂輪23通過過渡連接軸安裝在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)26上，并隨電機(jī)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；砂輪往復(fù)電機(jī)19通過電機(jī)座安裝在支架29的背面，砂輪往復(fù)電機(jī)輪21直接安裝在砂輪往復(fù)電機(jī)19的電機(jī)軸上；砂輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接桿22兩端內(nèi)嵌滾珠軸承；通過2個(gè)連接軸分別與砂輪支架25和砂輪往復(fù)電機(jī)輪21相連接，并能實(shí)現(xiàn)往
復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0030]實(shí)施例3:—種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，參照?qǐng)D1，其示出了本發(fā)明實(shí)施例的拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)軸測(cè)視圖，由圖可知,其主要包括底座1、X軸平移機(jī)構(gòu)2、工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)3、立柱4、Z軸升降機(jī)構(gòu)5、超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6、控制系統(tǒng)部件箱7、砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)8。立柱4和X軸平移機(jī)構(gòu)2直接安裝在底座I上，X軸平移機(jī)構(gòu)2的平移臺(tái)上面的部件可在水平面左右移動(dòng)；Z軸升降機(jī)構(gòu)5安裝在立柱4的正面上，超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6安裝在Z軸升降機(jī)構(gòu)5的移動(dòng)平臺(tái)上，并可隨之上下移動(dòng)；控制系統(tǒng)部件箱7安裝在立柱4的左側(cè)面上。
[0031]參照?qǐng)D2，其示出了圖1中Z軸升降機(jī)構(gòu)5和超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6的結(jié)構(gòu)視圖，由圖可以看出，其主要包括Z軸伺服電機(jī)9、Z軸升降臺(tái)10、超聲工具針11、傳振桿12、超聲換能器部件13、超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)14、第一支撐滑輪15、鋼絲繩16、配重17。Z軸升降機(jī)構(gòu)5安裝在立柱4的正面，Z軸伺服電機(jī)9電機(jī)軸通過聯(lián)軸器、絲杠、絲母帶動(dòng)Z軸升降臺(tái)10上下移動(dòng)；鋼絲繩16的一端通過轉(zhuǎn)接裝置與Z軸升降臺(tái)10相連接，鋼絲繩16的另一端穿過第一支撐滑輪15的滑槽和第二支撐滑輪的滑槽后與配重17連接，超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)6通過轉(zhuǎn)接塊與Z軸升降臺(tái)10相連接并隨著Z軸升降臺(tái)10上下移動(dòng)；超聲工具針11與傳振桿12通過螺紋連接，傳振桿12通過螺桿安裝在超聲換能器部件13上，超聲換能器部件13的外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為可旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)14通過聯(lián)軸器和電機(jī)座與超聲換能器部件13相連接，并帶動(dòng)超聲換能器部件13、傳振桿12、超聲工具針11旋轉(zhuǎn)。
[0032]參照?qǐng)D3，其示出了圖1中X軸平移機(jī)構(gòu)及其上面裝置結(jié)構(gòu)圖，由圖可以看出，其主要包括壓力傳感裝置18、砂輪往復(fù)電機(jī)19、模具座工作臺(tái)20、砂輪往復(fù)電機(jī)輪21、砂輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接桿22、砂輪23、砂輪罩24、砂輪支架25、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)26、砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌27、X軸伺服電機(jī)28、支架29、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪31、皮帶32。X軸伺服電機(jī)28安裝在X軸平移機(jī)構(gòu)2主體部件上并帶動(dòng)X軸平移臺(tái)左右移動(dòng)；支架29固定在X軸平移機(jī)構(gòu)2的平移臺(tái)上，砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌27安裝在支架29上部，砂輪支架25通過螺釘固定在砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌27的滑動(dòng)塊上；砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)26和砂輪罩24固定在砂輪支架25的轉(zhuǎn)動(dòng)座上，轉(zhuǎn)動(dòng)座上的螺栓軸可以轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)砂輪俯仰角度的調(diào)整；砂輪23通過過渡連接軸安裝在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)26上，并隨電機(jī)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；砂輪往復(fù)電機(jī)19通過電機(jī)座安裝在支架29的背面，砂輪往復(fù)電機(jī)輪21直接安裝在砂輪往復(fù)電機(jī)19的電機(jī)軸上；砂輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接桿22兩端內(nèi)嵌滾珠軸承，通過2個(gè)連接軸分別與砂輪支架25和砂輪往復(fù)電機(jī)輪21相連接，可以實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)；壓力傳感裝置18安裝在模具座工作臺(tái)20的下部，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30通過電機(jī)座安裝在支架29的右側(cè)面，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪31安裝在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30的電機(jī)軸上，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)30通過工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪31和皮帶32帶動(dòng)模具座工作臺(tái)20旋轉(zhuǎn)。
[0033]參照?qǐng)D4，其示出了圖1拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)控制系統(tǒng)的流程圖。由圖可以看出自動(dòng)超聲整形加工機(jī)自動(dòng)加工模具的工作流程描述如下:
[0034]實(shí)施例4:如圖1、圖2、圖3和圖4所示，
[0035]一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工方法，其動(dòng)作流程含有以下步驟；
[0036]步驟(I)、開機(jī)后系統(tǒng)進(jìn)入初始化狀態(tài)，Z軸移動(dòng)到原點(diǎn)Z0，X軸移動(dòng)到原點(diǎn)XO ；[0037]步驟(2)、設(shè)定工作壓力P、ZO到壓力點(diǎn)垂直距離、ZO到砂輪中心垂直距離，并將3個(gè)數(shù)值輸入控制系統(tǒng)；
[0038]步驟(3)、安裝加工用針桿(已焊接工具針)及拉絲模；
[0039]步驟(4)、輸入拉絲模的有效高度，循環(huán)次數(shù)n，以及加工參數(shù)(電流、時(shí)間等)；
[0040]步驟(5)、Z軸向下移動(dòng)到設(shè)定的壓力點(diǎn)，此時(shí)記錄Z軸相對(duì)ZO移動(dòng)的距離即Z軸絕對(duì)位置點(diǎn)；
[0041]步驟(6)、控制系統(tǒng)將步驟(5)中記錄的Z軸移動(dòng)距離的數(shù)值賦給變量，并計(jì)算出針長(zhǎng)和磨針時(shí)Z軸的位置；
[0042]步驟(7)、Z軸移動(dòng)到磨針的位置點(diǎn)；
[0043]步驟(8)、啟動(dòng)砂輪電機(jī)、擺動(dòng)電機(jī)，以及超聲振動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)；
[0044]步驟(9)、X軸以快進(jìn)、工進(jìn)2種速度移動(dòng)到磨針位置點(diǎn)，磨針定時(shí)結(jié)束磨針完成；
[0045]步驟(10)、Z軸返回ZO點(diǎn)；關(guān)斷砂輪電機(jī)、砂輪往復(fù)電機(jī)以及超聲振動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)；
[0046]步驟(11 )、X軸返回XO點(diǎn);
[0047]步驟(12)、Z軸向下移動(dòng)到壓力開關(guān)動(dòng)作的位置，此時(shí)壓力傳感器反饋的壓力值等于P，記錄此時(shí)Z軸位置點(diǎn)，打開工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)；
[0048]步驟(13)、按設(shè)定的加工參數(shù)進(jìn)行定時(shí)超聲加工；
[0049]步驟(14)、定時(shí)結(jié)束后，關(guān)斷超聲電源，關(guān)斷工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，加工完成；
[0050]步驟(15)、Z軸返回ZO點(diǎn)；
[0051]步驟(16)、控制系統(tǒng)對(duì)循環(huán)次數(shù)η進(jìn)行判斷，如果已達(dá)到設(shè)定的次數(shù)，程序結(jié)束，加工停止；如果未達(dá)到設(shè)定的次數(shù)，執(zhí)行步驟(17)；
[0052]步驟(17)、控制系統(tǒng)將按照步驟(12)中記錄的Z軸移動(dòng)距離，再?gòu)牟襟E(6)按順序執(zhí)行到步驟(16)。
[0053]實(shí)施例5:如圖1、圖2、圖3和圖4所示，
[0054]一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)包括:立柱、X軸平移機(jī)構(gòu)、Z軸升降機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)、砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)、超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及其控制系統(tǒng)部件箱；其特征是:底座上安裝有立柱和X軸平移機(jī)構(gòu)，立柱正面上裝有Z軸升降機(jī)構(gòu)，超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝在Z軸升降機(jī)構(gòu)的平移臺(tái)上；砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在支架的上部，工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)安裝在支架的右側(cè)，砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)通過支架安裝在X軸平移機(jī)構(gòu)的平移臺(tái)上。
[0055]所述控制系統(tǒng)利用PLC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)X軸伺服電機(jī)、Z軸伺服電機(jī)、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)、砂輪往復(fù)電機(jī)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)及壓力傳感機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)拉絲模自動(dòng)加工工作流程的控制。
[0056]所述砂輪往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括砂輪往復(fù)電機(jī)、砂輪往復(fù)電機(jī)輪、砂輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接桿、砂輪、砂輪罩、砂輪支架、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)、砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌，砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌選用寬幅直線移動(dòng)導(dǎo)軌，砂輪往復(fù)電機(jī)采用行星齒輪減速電機(jī)。
[0057]所述工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)主要包括壓力傳感裝置、模具座工作臺(tái)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪、皮帶；壓力傳感裝置安裝在模具座工作臺(tái)的下部，Z軸升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)超聲工具針向下移動(dòng)并與模具座工作臺(tái)上的拉絲?？紫嘟佑|，壓力傳感裝置可以感知超聲工具針施加在拉絲模上的壓力值并與設(shè)定壓力相比較，從而實(shí)現(xiàn)拉絲模超聲加工時(shí)壓力的準(zhǔn)確控制。
[0058]所述超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要包括超聲工具針、傳振桿、超聲換能器部件、超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)；超聲工具針通過螺紋與傳振桿連接，傳振桿通過螺桿安裝在超聲換能器部件上，超聲換能器部件的外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為可旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過聯(lián)軸器和電機(jī)座與超聲換能器部件相連接，并帶動(dòng)超聲換能器部件、傳振桿、超聲工具針旋轉(zhuǎn)。
[0059]所述控制系統(tǒng)的動(dòng)作流程如圖4所示，詳細(xì)過程為:初始化回零，超聲工具針長(zhǎng)度的測(cè)量，超聲工具針磨針位置的計(jì)算，超聲工具針砂輪修整定位，超聲工具針砂輪修整，超聲工具針和砂輪修整機(jī)構(gòu)均返回零位，超聲工具針與拉絲模進(jìn)行加工定位，超聲加工，加工完成后超聲工具針回零，一次循環(huán)結(jié)束。
[0060]如上所述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，其特征是包括:底座、X軸平移機(jī)構(gòu)、工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)、立柱、Z軸升降機(jī)構(gòu)、超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)部件箱、砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)；立柱和X軸平移機(jī)構(gòu)通過螺釘固定在所述底座上；x軸平移機(jī)構(gòu)和Z軸升降機(jī)構(gòu)分別由導(dǎo)軌、絲杠、移動(dòng)平臺(tái)機(jī)械部件和伺服電機(jī)組成，Z軸升降機(jī)構(gòu)安裝在立柱的正前面；超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)接塊安裝在Z軸升降機(jī)構(gòu)的升降臺(tái)上；砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)通過支架安裝在X軸平移機(jī)構(gòu)的移動(dòng)臺(tái)上；控制系統(tǒng)部件箱通過固定螺釘安裝在立柱的左側(cè)壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī),其特征是Z軸升降機(jī)構(gòu)主要包括Z軸伺服電機(jī)、Z軸升降臺(tái)、支撐滑輪、鋼絲繩、配重；鋼絲繩的一端通過轉(zhuǎn)接裝置與Z軸升降臺(tái)相連接，鋼絲繩的另一端穿過第一支撐滑輪的滑槽和第二支撐滑輪的滑槽后與配重連接，超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)通過轉(zhuǎn)接塊與Z軸升降臺(tái)相連接，Z軸伺服電機(jī)通過導(dǎo)軌和絲杠帶動(dòng)Z軸升降臺(tái)和超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，其特征是超聲換能器旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要包括超聲工具針、傳振桿、超聲換能器部件、超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)；超聲工具針與傳振桿通過螺紋連接，傳振桿通過螺桿安裝在超聲換能器部件上，超聲換能器部件的外部結(jié)構(gòu)為可旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)，超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過聯(lián)軸器和電機(jī)座與超聲換能器部件相連接，并帶動(dòng)超聲換能器部件、傳振桿和超聲工具針旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，其特征是工作臺(tái)壓力控制機(jī)構(gòu)主要包括壓力傳感裝置、模具座工作臺(tái)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪、皮帶；壓力傳感裝置安裝在模具座工作臺(tái)的下部，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過電機(jī)座安裝在支架的右側(cè)面，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪安裝在工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的電機(jī)軸上，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)皮帶輪和皮帶帶動(dòng)模具座工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工機(jī)，其特征是砂輪旋轉(zhuǎn)往復(fù)移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括砂輪往復(fù)電機(jī)、砂輪往復(fù)電機(jī)輪、砂輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接桿、砂輪、砂輪罩、砂輪支架、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)、 砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌；砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌安裝在支架上部，砂輪支架通過螺釘固定在砂輪往復(fù)直線導(dǎo)軌的滑動(dòng)塊上；砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)和砂輪罩固定在砂輪支架的轉(zhuǎn)動(dòng)座上，轉(zhuǎn)動(dòng)座上的螺栓軸可以轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)砂輪俯仰角度的調(diào)整；砂輪通過過渡連接軸安裝在砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)上，并隨電機(jī)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)；砂輪往復(fù)電機(jī)通過電機(jī)座安裝在支架的背面，砂輪往復(fù)電機(jī)輪直接安裝在砂輪往復(fù)電機(jī)的電機(jī)軸上；砂輪往復(fù)運(yùn)動(dòng)連接桿兩端內(nèi)嵌滾珠軸承，通過2個(gè)連接軸分別與砂輪支架和砂輪往復(fù)電機(jī)輪相連接，從而能實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
6.一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工方法，其特征是利用PLC控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)X軸伺服電機(jī)、Z軸伺服電機(jī)、砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)、砂輪往復(fù)電機(jī)、工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)、超聲換能器旋轉(zhuǎn)電機(jī)及壓力傳感機(jī)構(gòu)的控制實(shí)現(xiàn)拉絲模自動(dòng)加工工作流程的控制； Z軸升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)超聲工具針向下移動(dòng)并與模具座工作臺(tái)上的拉絲模孔相接觸，壓力傳感裝置可以感知超聲工具針施加在拉絲模上的壓力值并與設(shè)定壓力相比較，從而實(shí)現(xiàn)拉絲模超聲加工時(shí)壓力的準(zhǔn)確控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的一種拉絲模自動(dòng)超聲整形加工方法，其特征是含有以下步驟； 步驟(1)、開機(jī)后系統(tǒng)進(jìn)入初始化狀態(tài)，Z軸移動(dòng)到原點(diǎn)ZO，X軸移動(dòng)到原點(diǎn)XO ； 步驟(2)、設(shè)定工作壓力Ρ、Ζ0到壓力點(diǎn)垂直距離、ZO到砂輪中心垂直距離，并將3個(gè)數(shù)值輸入控制系統(tǒng)； 步驟(3)、安裝加工用針桿(已焊接工具針)及拉絲模； 步驟(4)、輸入拉絲模的有效高度，循環(huán)次數(shù)n，以及加工參數(shù)(電流、時(shí)間等)； 步驟(5)、Z軸向下移動(dòng)到設(shè)定的壓力點(diǎn)，此時(shí)記錄Z軸相對(duì)ZO移動(dòng)的距離即Z軸絕對(duì)位置點(diǎn)； 步驟(6)、控制系統(tǒng)將步驟(5)中記錄的Z軸移動(dòng)距離的數(shù)值賦給變量，并計(jì)算出針長(zhǎng)和磨針時(shí)Z軸的位置； 步驟(7)、Z軸移動(dòng)到磨針的位置點(diǎn)； 步驟(8)、啟動(dòng)砂輪電機(jī)、擺動(dòng)電機(jī)，以及超聲振動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)； 步驟(9)、X軸以快進(jìn)、工進(jìn)2種速度移動(dòng)到磨針位置點(diǎn)，磨針定時(shí)結(jié)束磨針完成； 步驟(10)、Z軸返回ZO點(diǎn)；關(guān)斷砂輪電機(jī)、砂輪往復(fù)電機(jī)以及超聲振動(dòng)系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)； 步驟(11)、X軸返回XO點(diǎn)； 步驟(12)、Z軸向下移動(dòng)到壓力開關(guān)動(dòng)作的位置，此時(shí)壓力傳感器反饋的壓力值等于P，記錄此時(shí)Z軸位置點(diǎn)，打開工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)； 步驟(13)、按設(shè)定的加工參數(shù)進(jìn)行定時(shí)超聲加工； 步驟(14)、定時(shí)結(jié)束后，關(guān)斷超聲電源，關(guān)斷工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，加工完成； 步驟(15)、Z軸返回ZO點(diǎn)； 步驟(16)、控制系統(tǒng)對(duì)循環(huán)次數(shù)η進(jìn)行判斷，如果已達(dá)到設(shè)定的次數(shù)，程序結(jié)束，加工停止；如果未達(dá)到設(shè)定的次數(shù)，執(zhí)行步驟(17)； 步驟(17)、控制系統(tǒng)將按照步驟(12)中記錄的Z軸移動(dòng)距離，再?gòu)牟襟E(6)按順序執(zhí)行到步驟(16)。
【文檔編號(hào)】B24B1/04GK103481123SQ201310376616
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月26日
【發(fā)明者】王瑞雪, 盧學(xué)軍, 葉正生, 王海柱 申請(qǐng)人:北京迪蒙特佳工模具技術(shù)有限公司