精密伺服壓機的製作方法
2023-11-05 23:00:52
專利名稱：精密伺服壓機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種壓裝設備，尤其是涉及一種可高精度控制的精密伺服壓機。
背景技術：
隨著裝配、製造業的快速發展和生活水平的不斷提高，人們對產品的質量要求不斷提高，從而對加工裝配產品提出了更高的要求。對於軸承、螺釘、發動機張緊輪等等很多關鍵零部件的裝配，不但要求控制結果的裝配力，而且要求對裝配過程的力和位移加以控制，所以對裝配設備提出了更高要求。現有壓裝設備的壓裝主要由氣壓缸和液壓缸來實現，這種方式帶來的問題是壓裝力是隨著氣壓和液壓壓強的變化而變化的，然而氣壓和液壓壓強的精確控制比較困難且成本很高；另外，壓縮氣體的彈性和液壓系統的響應滯後都導致壓裝位置無法精確控制。為解決上述問題，現有通常的做法是針對特定的部件採用死限位的方法來控制壓裝位置，但這樣做只能保證壓裝結果位置的準確性，卻不能保證在壓裝過程中位置的準確性要求。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明為解決上述現有技術的技術問題，提供了一種改進的精密伺服壓機。本發明的目的通過提供以下技術方案實現一種精密伺服壓機，包括一驅動裝置、連接所述驅動裝置的傳動裝置，其中，所述精密伺服壓機還包括一連接所述傳動裝置，並由所述傳動裝置帶動進行往復運動的力傳感器；與所述力傳感器電性連接的編碼盤；以及和所述力傳感器和編碼盤電性連接的用於控制所述驅動裝置的控制器。作為本發明的進一步改進，所述精密伺服壓機還包括電性連接於所述力傳感器和所述控制器之間的數據採集器。作為本發明的進一步改進，所述驅動裝置為交流伺服電機。作為本發明的進一步改進，所述控制器用於控制輸入所述交流伺服電機的電流大作為本發明的進一步改進，所述傳動裝置包括連接所述驅動裝置的減速裝置、連接所述減速裝置的中間件、連接所述中間件並由所述中間件帶動沿所述中間件延伸方向進行往復運動的往復裝置。作為本發明的進一步改進，所述精密伺服壓機還設有一外殼，所述外殼上與所述中間件延伸方向相同長槽，所述往復裝置上還設有一可在所述長槽中滑動的銷。作為本發明的進一步改進，所述減速裝置包括一連接於所述驅動裝置的減速機、 一由所述減速機帶動運動的主同步帶輪，以及一由所述主同步帶輪帶動運動的從同步帶輪。作為本發明的進一步改進，所述往復裝置包括一連接所述中間件的螺母，以及與所述螺母相對靜止的活塞杆，所述活塞杆在背向所述螺母的一端固定連接有所述力傳感器。作為本發明的進一步改進，在靠近所述力傳感器的活塞杆上還套設有滑動軸承。作為本發明的進一步改進，所述精密伺服壓機還設有一外殼，所述外殼上與所述活塞杆延伸方向相同長槽，所述活塞杆上還設有一可在所述長槽中滑動的銷。與現有技術相比，本發明為一種高精密關鍵零部件的精密伺服壓機，與傳統的氣壓和液壓壓裝設備相比，其可控制壓裝結果和壓裝過程中的位置、力、速度加速度等參數， 實現高精度的壓裝位置和壓裝力，並在壓裝過程中實現高精度控制。
下面結合附圖對本發明作進一步說明圖1為本發明精密伺服壓機一實施方式的局部透視主視圖。圖2為圖1中本發明精密伺服壓機G-G剖面線的剖視圖。
具體實施例方式以下參照
本發明的最佳實施方式。本發明為一種高精密關鍵零部件的精密伺服壓機，與傳統的氣壓和液壓壓裝設備相比，該精密伺服壓機可以實現高精度的壓裝位置和壓裝力，主要應用於汽車裝配業中關鍵零部件的裝配。如圖1和圖2所示，本發明一實施方式中，所述精密伺服壓機包括一驅動裝置1， 優選地，該驅動裝置為交流伺服電機，在該交流伺服電機通電的情況下，可帶動該驅動裝置 1中的驅動軸轉動，所述驅動軸與一減速機2嚙合，其可帶動所述減速機2轉動，並通過該減速機中設置的傳動機構改變所述驅動軸輸出的轉速，提高轉動的扭矩，優選地，該傳動機構為齒輪傳動機構。所述減速機2輸出端連接一主同步帶輪3，所述主同步帶輪3通過皮帶可帶動從同步帶輪4轉動，優選地，所述主同步帶輪3的半徑小於所述從同步帶輪4的半徑，且在所述主同步帶輪3和所述從同步帶輪4之間設有張緊輪5，所述張緊輪5用於調整連接所述主同步帶輪3和從同步帶輪4的皮帶，當然，在本發明的其他實施方式中，可通過其他傳動方式進行傳動。所述精密伺服壓機還包括一端固定連接所述從同步帶輪4的絲杆6，該絲杆6可由所述從同步帶輪4帶動轉動；一螺母7套設在所述絲杆6外圍，並與所述絲杆6螺紋連接， 使得所述絲杆6可帶動所述螺母7沿著所述絲杆6的延伸方向做往復運動，同時，所述螺母 7的外圍還連接有一活塞杆8，所述活塞杆8與所述螺母7相對靜止，即是當所述絲杆6帶動所述螺母7進行往復運動時，所述活塞杆8也隨著所述螺母7進行往復運動；另外，在所述活塞杆8背向所述螺母7的一端還固定連接有至少一個力傳感器9，且在連接所述力傳感器9 一端的附近，所述活塞杆8上還套設有便於所述活塞杆8進行往復運動的滑動軸承10。 所述活塞杆8可帶動所述力傳感器9沿所述活塞杆8延伸方向進行往復運動，在所述力傳感器9的下方可放置待測壓力的工件，當所述力傳感器9壓裝所述工件時，所述力傳感器9 受力，並可將所述力的大小轉換為數位訊號發送至與所述力傳感器9電性連接的數據採集器，所述數據採集器在採集到所述力的數位訊號後，將所述信號傳至一與所述數據採集器電性連接的控制器，並由所述控制器根據所述數位訊號判斷所述力的大小，從而控制所述驅動裝置1，優選地，其可控制所述驅動裝置1的開關，也可控制所述驅動裝置1的轉速，總而言之，即是控制輸入所述驅動裝置1的電流大小。另外，為了在壓裝過程中測量壓裝位移，在本發明最佳實施方式中，所述精密伺服壓機還包括一設置於所述驅動裝置1上的編碼盤12，當所述力傳感器9隨著所述活塞杆8 進行往復運動，對所述工件進行壓裝，使得所述工件發生位移，此時所述力傳感器9的位移量也會轉換為數位訊號，並輸入至與所述力傳感器9電性連接的編碼盤12，並由所述編碼盤12測出所述工件的位移量，從而將所述位移量轉換為數位訊號傳至與所述編碼盤12電性連接的所述控制器，並由所述控制器根據所述數位訊號判斷該位移量是否處於合適的位移區間，從而控制所述驅動裝置1，優選地，其可控制所述驅動裝置1的開關，也可控制所述驅動裝置1的轉速，總而言之，即是控制輸入所述驅動裝置1的電流大小。優選地，在本發明最佳實施方式中，所述減速機2、主同步帶輪3、從同步帶輪4、絲杆6、螺母7、活塞杆8可統稱為所述精密伺服壓機的傳動裝置；所述減速機2、主同步帶輪 3、從同步帶輪4可統稱為減速裝置；所述螺母7和活塞杆8可統稱為往復裝置。在本發明一實施方式中，所述精密伺服壓機還包括一外殼11，所述外殼11套設於所述螺母7、活塞杆8、滑動軸承9的外圍，且如圖1所示，所述外殼11上還設有一於所述絲杆6、活塞杆8延伸方向相同的長槽13，優選地，所述長槽13與所述絲杆6及所述活塞杆8 相互平行；所述活塞杆8在垂直其延伸方向上還設有一銷14，該銷14可穿過所述長槽13， 且可在所述長槽13中滑動，通過這樣的設置，即可防止所述螺母7和所述力傳感器9發生相對轉動，進一步地提高精度控制。在本發明中，所述精密伺服壓機是以工控機配合運動控制卡作為運動控制核心， 交流伺服電機與高解析度編碼器作為位移反饋，高精密輪輻式力傳感器作為壓裝過程中的壓裝力反饋，以上三者組成了一個閉環控制系統，配合友好的操作軟體，可以方便地實現精密的壓裝位移和壓裝力。儘管為示例目的，已經公開了本發明的優選實施方式，但是本領域的普通技術人員將意識到，在不脫離由所附的權利要求書公開的本發明的範圍和精神的情況下，各種改進、增加以及取代是可能的。
權利要求
1.一種精密伺服壓機，包括一驅動裝置、連接所述驅動裝置的傳動裝置，其特徵在於， 所述精密伺服壓機還包括一連接所述傳動裝置，並由所述傳動裝置帶動進行往復運動的力傳感器；與所述力傳感器電性連接的編碼盤；以及和所述力傳感器和編碼盤電性連接的用於控制所述驅動裝置的控制器。
2.根據權利要求1所述的精密伺服壓機，其特徵在於，所述精密伺服壓機還包括電性連接於所述力傳感器和所述控制器之間的數據採集器。
3.根據權利要求1所述的精密伺服壓機，其特徵在於，所述驅動裝置為交流伺服電機。
4.根據權利要求3所述的精密伺服壓機，其特徵在於，所述控制器用於控制輸入所述交流伺服電機的電流大小。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的精密伺服壓機，其特徵在於，所述傳動裝置包括連接所述驅動裝置的減速裝置、連接所述減速裝置的中間件、連接所述中間件並由所述中間件帶動沿所述中間件延伸方向進行往復運動的往復裝置。
6.根據權利要求5所述的精密伺服壓機，其特徵在於，所述精密伺服壓機還設有一外殼，所述外殼上與所述中間件延伸方向相同長槽，所述往復裝置上還設有一可在所述長槽中滑動的銷。
7.根據權利要求5所述的精密伺服壓機，其特徵在於，所述減速裝置包括一連接於所述驅動裝置的減速機、一由所述減速機帶動運動的主同步帶輪，以及一由所述主同步帶輪帶動運動的從同步帶輪。
8.根據權利要求5所述的精密伺服壓機，其特徵在於，所述往復裝置包括一連接所述中間件的螺母，以及與所述螺母相對靜止的活塞杆，所述活塞杆在背向所述螺母的一端固定連接有所述力傳感器。
9.根據權利要求8所述的精密伺服壓機，其特徵在於，在靠近所述力傳感器的活塞杆上還套設有滑動軸承。
10.根據權利要求8所述的精密伺服壓機，其特徵在於，所述精密伺服壓機還設有一外殼，所述外殼上與所述活塞杆延伸方向相同長槽，所述活塞杆上還設有一可在所述長槽中滑動的銷。
全文摘要
本發明提供了一種精密伺服壓機，包括一驅動裝置、連接所述驅動裝置的傳動裝置，其中，所述精密伺服壓機還包括一連接所述傳動裝置，並由所述傳動裝置帶動進行往復運動的力傳感器；與所述力傳感器電性連接的編碼盤；以及和所述力傳感器和編碼盤電性連接的用於控制所述驅動裝置的控制器。與現有技術相比，本發明為一種高精密關鍵零部件的精密伺服壓機，與傳統的氣壓和液壓壓裝設備相比，其可控制壓裝結果和壓裝過程中的位置、力、速度加速度等參數，實現高精度的壓裝位置和壓裝力，並在壓裝過程中實現高精度控制。
文檔編號B23P19/02GK102152097SQ201110109748
公開日2011年8月17日 申請日期2011年4月29日 優先權日2011年4月29日
發明者曹義軍 申請人:蘇州泰克諾機電有限公司