專利名稱：一種全自動平衡機切削點自動定位裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種全自動平衡機切削點自動定位裝置，尤其是切削去重 刀具與被處理轉(zhuǎn)子的接觸點的自動檢測定位裝置。
技術(shù)背景電動工具是重要的生產(chǎn)和生活用品。其中轉(zhuǎn)子由于受材料、制造工藝及裝 配的影響，存在不平衡量。這樣當轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生振動，帶來噪音、縮短 產(chǎn)品壽命等不良影響，甚至帶來危險，因此必須對其轉(zhuǎn)子進行動平衡。電動工具生產(chǎn)中，其轉(zhuǎn)子動平衡的校正設(shè)備可分為兩大類，即手工校正動 平衡機和全自動平衡機。手工校正動平衡機成本較低，但是生產(chǎn)效率低下，平 衡精度也不高，且對轉(zhuǎn)子的切割較多，進而其電氣性能的削弱造成電機性能退 化，不能滿足高效生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)電機的需要。與此相比，全自動平衡機則生產(chǎn)效率 等高，平衡精度高，能夠?qū)D(zhuǎn)子切削進行優(yōu)化，但是機器價格相對較貴。目前 隨著我國電動工具業(yè)的發(fā)展，采用全自動平衡機已經(jīng)成為必然趨勢。全自動平衡機要解決的一個關(guān)鍵問題是轉(zhuǎn)子切削時的對刀問題，具體而言 就是在轉(zhuǎn)子切削去重時判斷刀具在哪個位置與轉(zhuǎn)子接觸，也就是找切削進刀點。 對于一般的機加工設(shè)備，如車床和銑床等，通常采用的是試切法來確定對刀位 置。即在手動運行方式下，緩慢移動工作臺，并觀察刀具與工件的接觸情況， 待發(fā)現(xiàn)有鐵屑飛出，并能夠聽到響聲以后，則認為刀具與工件充分接觸上了， 并以此為加工的原點進行后續(xù)加工。采用這種方式， 一方面是精度難以保證，完 全依賴于操作者的經(jīng)驗水平,另一方面該方法也僅適用于對單件工件的對刀,而 對于大批量，高速度的處理方式顯然是不適用的。經(jīng)過考察，國內(nèi)外的全自動平衡機生產(chǎn)廠家，普遍采用的是默認基準機制。具 體而言就是對于同一類型，同一批次的轉(zhuǎn)子僅對一只轉(zhuǎn)子進行對刀定位，其后 的所有轉(zhuǎn)子都默認這一基準為刀具與工件的接觸點。刀具對轉(zhuǎn)子去重，要從銑 刀和轉(zhuǎn)子有效接觸的那一點開始作徑向切削。如何判斷有效接觸點決定了切削 的深度，從而直接影響平衡精度。隨之而來的問題就是由于轉(zhuǎn)子加工中的工藝 問題造成的轉(zhuǎn)子外徑不一致或存在不圓度時，安放轉(zhuǎn)子的夾具磨損時，就會發(fā) 生切削量過大或過小的不精確去重問題。而且當一次切削沒能夠完全去重，還 需要在同一位置再次切削時，由于已經(jīng)切削掉了一部分改變了轉(zhuǎn)子的外形，就會發(fā)生找不到基準而在同一位置反復(fù)切削的現(xiàn)象，最終不能夠完成去重。文獻-"動平衡數(shù)控去重系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)的研究"《機電工程》2005年22 巻5期4-8頁，給出的方法是判斷刀具跟轉(zhuǎn)子之間的電阻，因為當轉(zhuǎn)子和刀具 接觸的時候電阻會突然變的很小(即接觸電阻/ —0)，通過捕捉這個跳變可以判 斷有效的接觸點，這個方法比較簡單，但是其中的電路經(jīng)過刀頭與刀桿之間以 及軸承與刀桿，刀桿高速轉(zhuǎn)動時，刀桿與其軸承之間會有一層油膜，雖然可以 利用油膜的電容效應(yīng)產(chǎn)生一個電路回路，但是也引入了高頻干擾，因而影響了 回路信號的可靠性，所以又不得不采用其它電路濾除干擾，結(jié)果使系統(tǒng)復(fù)雜化。 發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、可靠性高、能夠適 應(yīng)轉(zhuǎn)子不圓度和夾具磨損的全自動平衡機切削點自動定位裝置。為達上述目的，本實用新型采取的技術(shù)措施是用直流電路閉環(huán)檢測的方式來檢測對刀點。本實用新型的全自動平衡機切削點自動定位裝置，包括機器的移動工作臺， 切削頭，安裝在切削頭旋轉(zhuǎn)主軸上的切削刀具，夾持轉(zhuǎn)子的夾具，其特征是在 移動工作臺與切削頭之間墊有絕緣板，切削頭的旋轉(zhuǎn)主軸通過電刷和限流電阻 與直流電源的正極相連，直流電源的負極與夾具以及單片機的地相連，單片機 的一個引腳作為輸入端與電刷和限流電阻的連接點相連,單片機的另一個引腳作 為輸出端輸出信號。轉(zhuǎn)子夾持在夾具上，則轉(zhuǎn)子也與直流電源的負極相連，工作時切削頭可在 移動工作臺的帶動下向轉(zhuǎn)子移動。切削刀具不與轉(zhuǎn)子接觸時，單片機的輸出為 高電平，當切削刀具接觸到轉(zhuǎn)子時，單片機的輸出為低電平。判斷電平由高到 低跳變就能找到對刀點。與現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子去重對刀裝置相比，本實用新型的有益效果在于1) 結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，易于實現(xiàn)。2) 切削對刀點隨時檢測，避免了固定對刀方法的各種缺點，降低了對轉(zhuǎn)子 不圓度的要求，降低了夾具的加工要求。3) 采用電刷來傳遞直流信號，避免了交流對刀用不穩(wěn)定的油膜電容來傳遞信號的缺點，降低了環(huán)境干擾的影響。
圖1是本實用新型的全自動平衡機切削點自動定位裝置示意圖； 圖2是單片機內(nèi)部的信號處理流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖進一步說明本實用新型。參照圖l，全自動平衡機切削點自動定位裝置包括機器的移動工作臺1，切削頭3，安裝在切削頭旋轉(zhuǎn)主軸4上的切削刀具13，夾持轉(zhuǎn)子11的夾具12，直 流電源7和單片機8，在移動工作臺1與切削頭3之間墊有絕緣板2，這樣，切 削頭3通過絕緣板2與移動工作臺1電氣絕緣，切削頭的旋轉(zhuǎn)主軸4與電刷5 緊密接觸，旋轉(zhuǎn)主軸4通過電刷5和限流電阻6與直流電源7的正極相連，直 流電源7的負極與夾具12以及單片機8的地10相連，單片機8的一個引腳作 為輸入端與電刷5和限流電阻6的連接點相連，單片機8的另一個引腳作為輸 出端輸出信號。工作時，通過單片機輸出端電平由高到低跳變可以找到對刀點。 由于切削刀具在切削過程當中會吸附一些切削下來的鐵屑，這些鐵屑也會隨 著刀具的旋轉(zhuǎn)而高速旋轉(zhuǎn)，這些鐵屑的存在使接觸信號中摻雜了許多的干擾分 量從而無法辨別實際的接觸信號，為此，上述的單片機可采用具有延時功能的 PIC系列單片機，例如PIC16F873A。圖2示出單片機內(nèi)部的信號處理流程圖， 當單片機從高電平開始連續(xù)檢測到3毫秒以上的低電平時，認為找到了切削對 刀點，可向外輸出對刀信號；當單片機從低電平開始連續(xù)檢測到5毫秒以上的 高電平時，認為退出了對刀點。
權(quán)利要求1. 全自動平衡機切削點自動定位裝置，包括機器的移動工作臺(1)，切削頭(3)，安裝在切削頭旋轉(zhuǎn)主軸(4)上的切削刀具(13)，夾持轉(zhuǎn)子(11)的夾具(12)，其特征是在移動工作臺(1)與切削頭(3)之間墊有絕緣板(2)，切削頭的旋轉(zhuǎn)主軸(4)通過電刷(5)和限流電阻(6)與直流電源(7)的正極相連，直流電源(7)的負極與夾具(12)以及單片機(8)的地相連，單片機(8)的一個引腳作為輸入端與電刷(5)和限流電阻(6)的連接點相連，單片機(8)的另一個引腳作為輸出端輸出信號。
專利摘要本實用新型公開的全自動平衡機切削點自動定位裝置包括機器的移動工作臺，切削頭，安裝在切削頭旋轉(zhuǎn)主軸上的切削刀具，夾持轉(zhuǎn)子的夾具，移動工作臺與切削頭之間墊有絕緣板，切削頭的旋轉(zhuǎn)主軸通過電刷和限流電阻與直流電源的正極相連，直流電源的負極與夾具以及單片機的地相連，單片機的一個引腳作為輸入端與電刷和限流電阻的連接點相連，單片機的另一個引腳作為輸出端輸出信號。工作時切削頭在移動工作臺的帶動下向轉(zhuǎn)子移動。切削刀具不與轉(zhuǎn)子接觸時，單片機的輸出為高電平，當切削刀具接觸到轉(zhuǎn)子時，單片機的輸出為低電平。通過單片機輸出端電平由高到低跳變可以找到對刀點。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，采用直流電路閉環(huán)檢測對刀點，降低了環(huán)境干擾的影響。
文檔編號B23Q15/22GK201095051SQ200720110368
公開日2008年8月6日 申請日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者吳殿美, 勝 曾, 楊全勇, 樓榮偉 申請人:浙江大學(xué)