專利名稱：數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄。
背景技術(shù)：
臺(tái)鉆也稱臺(tái)式鉆床，廣泛運(yùn)用于機(jī)械加工領(lǐng)域，可以在加工件上鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔和攻絲等作業(yè)。手動(dòng)臺(tái)鉆的結(jié)構(gòu),大致包括有底座、立柱、主軸箱、主軸、主軸套筒、齒輪軸、和手柄等。加工時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手柄帶動(dòng)齒輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)與其嚙合的主軸套筒上的豎向齒條上下移動(dòng)，完成快進(jìn)、攻進(jìn)、快退，以及組合動(dòng)作。這樣的臺(tái)鉆不僅操作麻煩、勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且一個(gè)人只能控制一臺(tái)機(jī)器，生產(chǎn)效率相對(duì)較低，尤其對(duì)批量加工更是如此。為此，普通手動(dòng)臺(tái)鉆的數(shù)字化改造，即成為必然。現(xiàn)有數(shù)控臺(tái)鉆均帶有數(shù)控柜或電控面板，由伺服電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)機(jī)械式進(jìn)給手柄，通過編程的方式控制伺服電機(jī)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)的目標(biāo)。通過多年的實(shí)踐，數(shù)控臺(tái)鉆依然存在局限，其一、臺(tái)鉆操作者為一線技工，編程對(duì)于他們來說，難以一時(shí)切入；其二、臺(tái)鉆除了加工批量工件外，還處理一些非標(biāo)零散工件，尤其是這些工件的材質(zhì)差異大、加工規(guī)格復(fù)雜，雖然可通過數(shù)控面板上的操作鍵來手動(dòng)加工，但無法判斷鉆削時(shí)的阻力，導(dǎo)致鉆頭損壞等故障。如何在數(shù)控臺(tái)鉆上融合手動(dòng)臺(tái)鉆手柄功能，即成為本發(fā)明研究的對(duì)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種帶有進(jìn)給控制和阻力反饋的數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄。本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄，其特征是包括有固定座、電磁阻尼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、帶轉(zhuǎn)軸的手柄；固定座具有一法蘭盤和一筒體，通過法蘭盤固定在臺(tái)鉆上，所述的轉(zhuǎn)軸通過軸承定位在法蘭盤上；所述的電磁阻尼盤和旋轉(zhuǎn)編碼器裝在筒體內(nèi)，并分別與轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)，手柄上帶有一手柄座，借助該手柄座固定在轉(zhuǎn)軸端部，并蓋設(shè)在所述的筒體開口處；所述旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服電機(jī)電連接，控制伺服電機(jī)動(dòng)作；接在伺服電機(jī)電源輸入端上的電流傳感器，采集電流變化通過放大電路后連接電磁阻尼盤的電磁線圈。模擬手柄既可控制伺服電機(jī)動(dòng)作，也能適時(shí)反饋鉆床工作時(shí)的進(jìn)給阻尼，幫助操作人們判斷進(jìn)給阻力大小并調(diào)節(jié)進(jìn)給量。從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)給“有手感”，借助手的感知而進(jìn)行進(jìn)給速度調(diào)節(jié)，以保護(hù)鉆頭不被損壞。所述電磁阻尼盤包括固定在固定座筒體上的電磁線圈和電磁吸盤，以及固定在轉(zhuǎn)軸上含鐵的阻尼盤。所述電磁阻尼盤指的是磁粉制動(dòng)器。本發(fā)明具有構(gòu)思巧妙、設(shè)計(jì)合理、可有效模擬機(jī)械手柄操作功能，實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)手動(dòng)臺(tái)鉆無縫切換，適時(shí)感知阻尼情況，借助手的感知而進(jìn)行進(jìn)給速度調(diào)節(jié)，以保護(hù)鉆頭不被損壞，尤其適用于零散工件的加工；更重要的一點(diǎn)，該模擬手柄可配合數(shù)控柜的自學(xué)習(xí)功能，由數(shù)控柜中的處理芯片記錄模擬手柄操作流程，而后再由數(shù)控柜控制臺(tái)鉆，重復(fù)手動(dòng)的流程對(duì)工件進(jìn)行加工，從而減少數(shù)控臺(tái)鉆依賴編程的局限，解決數(shù)控臺(tái)鉆普及的瓶頸。


下面結(jié)合具體圖例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明圖1模擬手柄外觀示意2模擬手柄剖面示意3模擬手柄立體分解示意4模擬手柄電路原理框5模擬手柄與數(shù)控臺(tái)鉆結(jié)合示意圖 其中1-固定座11-法蘭盤 12-筒體2_手柄21-手柄座 22-撥塊3-電磁阻尼盤 31-電磁線圈 32—電磁吸盤33-阻尼盤4-旋轉(zhuǎn)編碼器 5-轉(zhuǎn)軸6-軸承71-底座72-立柱73-主軸箱74-伺服電機(jī)
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1、圖2、圖3和圖4，數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄，包括有固定座1、手柄2、電磁阻尼盤3和旋轉(zhuǎn)編碼器4 ;固定座I具有一法蘭盤11和一筒體12，通過法蘭盤11固定在臺(tái)鉆上；手柄2上帶有一手柄座21，借助該手柄座21固定在轉(zhuǎn)軸5的端部，轉(zhuǎn)軸5的另一端通過軸承6定位在法蘭盤11上，使得手柄座21能蓋設(shè)在筒體12的開口處，將電磁阻尼盤3和旋轉(zhuǎn)編碼器4封裝在內(nèi)，起保護(hù)作用，避免積塵等。電磁阻尼盤3包括固定在筒體12上的電磁線圈31和電磁吸盤32，以及固定在轉(zhuǎn)軸5上含鐵的阻尼盤33 ;電磁吸盤32既作為電磁線圈31的支架，又是產(chǎn)生磁力的鐵芯，其磁力與電磁線圈31中的電流成正比。工作時(shí)，鉆削力的增大，伺服電機(jī)74電源輸入端的電流也會(huì)相應(yīng)增大，反饋給電磁線圈31的電流增大，產(chǎn)生磁力增強(qiáng)，電磁吸盤32和阻尼盤33的吸合力也增大，從而使阻尼盤33旋轉(zhuǎn)的阻力增大，可從手柄2上反饋給操作者，模擬出傳統(tǒng)手動(dòng)臺(tái)鉆手柄同樣的功能。旋轉(zhuǎn)編碼器4包括靜止的外圈和旋轉(zhuǎn)的內(nèi)圈，外圈安裝在筒體12上，內(nèi)圈與手柄座21或者轉(zhuǎn)軸5聯(lián)動(dòng)，也即內(nèi)圈在手柄座21上撥塊22帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，或者與轉(zhuǎn)軸5鍵連接帶動(dòng)內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)編碼器4產(chǎn)生的信號(hào)傳遞給伺服電機(jī)74，控制伺服電機(jī)74正、反轉(zhuǎn)，以及轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)控制快進(jìn)、快退，或者工進(jìn)等動(dòng)作。所述的電磁阻尼盤3和旋轉(zhuǎn)編碼器4裝在筒體12內(nèi)。電磁阻尼盤3也可采用磁粉制動(dòng)器，同樣可用來模擬負(fù)載。如圖4，模擬手柄中的電磁阻尼盤3和旋轉(zhuǎn)編碼器4與伺服電機(jī)74的電路關(guān)系，所述旋轉(zhuǎn)編碼器4與伺服電機(jī)74電連接，控制伺服電機(jī)74動(dòng)作；而接在伺服電機(jī)74電源輸入端上的電流傳感器，采集電流變化通過放大電路后連接電磁阻尼盤3的電磁線圈31，伺服電機(jī)電源電流增大，電磁線圈31的電流也隨之增大。為了兼容不同規(guī)格鉆頭，又能達(dá)到相應(yīng)的阻尼量，在放大電路中設(shè)有對(duì)應(yīng)鉆頭規(guī)格的阻尼檔位選擇盤，使得模擬手柄可適應(yīng)不同鉆頭規(guī)格。參照?qǐng)D5，模擬手柄與數(shù)控臺(tái)鉆結(jié)構(gòu)圖，數(shù)控臺(tái)鉆包括有底座71、立柱72、主軸箱73和伺服電機(jī)74，模擬手柄安裝在主軸箱73的右側(cè)部，使得手柄2位置與傳統(tǒng)機(jī)械手柄位置相同，方便操作者習(xí)慣操作之需。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄，其特征是包括有固定座、電磁阻尼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、帶轉(zhuǎn)軸的手柄；固定座具有一法蘭盤和一筒體，通過法蘭盤固定在臺(tái)鉆上，所述的轉(zhuǎn)軸通過軸承定位在法蘭盤上；所述的電磁阻尼盤和旋轉(zhuǎn)編碼器裝在筒體內(nèi)，并分別與轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)，手柄上帶有一手柄座，借助該手柄座固定在轉(zhuǎn)軸端部，并蓋設(shè)在所述的筒體開口處；所述旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服電機(jī)電連接，控制伺服電機(jī)動(dòng)作；接在伺服電機(jī)電源輸入端上的電流傳感器，采集電流變化通過放大電路后連接電磁阻尼盤的電磁線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄，其特征是電磁阻尼盤包括固定在固定座筒體上的電磁線圈和電磁吸盤，以及固定在轉(zhuǎn)軸上含鐵的阻尼盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄，其特征是電磁阻尼盤指的是磁粉制動(dòng)器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種數(shù)控臺(tái)鉆模擬手柄，其包括有固定座、電磁阻尼盤、旋轉(zhuǎn)編碼器、帶轉(zhuǎn)軸的手柄；固定座具有一法蘭盤和一筒體，通過法蘭盤固定在臺(tái)鉆上，轉(zhuǎn)軸通過軸承定位在法蘭盤上；所述的電磁阻尼盤和旋轉(zhuǎn)編碼器裝在筒體內(nèi)，并分別與轉(zhuǎn)軸聯(lián)動(dòng)，手柄上帶有一手柄座，借助該手柄座固定在轉(zhuǎn)軸端部，并蓋設(shè)在所述的筒體開口處；所述旋轉(zhuǎn)編碼器與伺服電機(jī)電連接，控制伺服電機(jī)動(dòng)作；接在伺服電機(jī)電源輸入端上的電流傳感器，采集電流變化通過放大電路后連接電磁阻尼盤的電磁線圈。模擬手柄既可控制伺服電機(jī)動(dòng)作，也能適時(shí)反饋鉆床工作時(shí)的進(jìn)給阻尼，幫助操作人們判斷進(jìn)給阻力大小并調(diào)節(jié)進(jìn)給量，借助手的感知而進(jìn)行進(jìn)給速度調(diào)節(jié)，以保護(hù)鉆頭不被損壞。
文檔編號(hào)G05G1/10GK103019298SQ20121056320
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者莊進(jìn) 申請(qǐng)人:福州工大臺(tái)鉆有限公司