CN101077565A - 全自动平衡机切削点自动定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的全自动平衡机切削点自动定位装置包括机器的移动工作台，切削头，安装在切削头旋转主轴上的切削刀具，夹持转子的夹具，移动工作台与切削头之间垫有绝缘板，切削头的旋转主轴通过电刷和限流电阻与直流电源的正极相连，直流电源的负极与夹具以及单片机的地相连，单片机的一个引脚作为输入端与电刷和限流电阻的连接点相连，单片机的另一个引脚作为输出端输出信号。工作时切削头在移动工作台的带动下向转子移动。切削刀具不与转子接触时，单片机的输出为高电平，当切削刀具接触到转子时，单片机的输出为低电平。通过单片机输出端电平由高到低跳变可以找到对刀点。本发明结构简单，易于实现，采用直流电路闭环检测对刀点，降低了环境干扰的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种全自动平衡机切削点自动定位装置，尤其是切削去重刀具与被处理转子的接触点的自动检测定位装置。
背景技术
电动工具是重要的生产和生活用品。其中转子由于受材料、制造工艺及装配的影响，存在不平衡量。这样当转子在转动时会产生振动，带来噪音、缩短产品寿命等不良影响，甚至带来危险，因此必须对其转子进行动平衡。
电动工具生产中，其转子动平衡的校正设备可分为两大类，即手工校正动平衡机和全自动平衡机。手工校正动平衡机成本较低，但是生产效率低下，平衡精度也不高，且对转子的切割较多，进而其电气性能的削弱造成电机性能退化，不能满足高效生产优质电机的需要。与此相比，全自动平衡机则生产效率等高，平衡精度高，能够对转子切削进行优化，但是机器价格相对较贵。目前随着我国电动工具业的发展，采用全自动平衡机已经成为必然趋势。
全自动平衡机要解决的一个关键问题是转子切削时的对刀问题，具体而言就是在转子切削去重时判断刀具在哪个位置与转子接触，也就是找切削进刀点。对于一般的机加工设备，如车床和铣床等，通常采用的是试切法来确定对刀位置。即在手动运行方式下，缓慢移动工作台，并观察刀具与工件的接触情况，待发现有铁屑飞出，并能够听到响声以后，则认为刀具与工件充分接触上了，并以此为加工的原点进行后续加工。采用这种方式，一方面是精度难以保证，完全依赖于操作者的经验水平，另一方面该方法也仅适用于对单件工件的对刀，而对于大批量，高速度的处理方式显然是不适用的。
经过考察，国内外的全自动平衡机生产厂家，普遍采用的是默认基准机制。具体而言就是对于同一类型，同一批次的转子仅对一只转子进行对刀定位，其后的所有转子都默认这一基准为刀具与工件的接触点。刀具对转子去重，要从铣刀和转子有效接触的那一点开始作径向切削。如何判断有效接触点决定了切削的深度，从而直接影响平衡精度。随之而来的问题就是由于转子加工中的工艺问题造成的转子外径不一致或存在不圆度时，安放转子的夹具磨损时，就会发生切削量过大或过小的不精确去重问题。而且当一次切削没能够完全去重，还需要在同一位置再次切削时，由于已经切削掉了一部分改变了转子的外形，就会发生找不到基准而在同一位置反复切削的现象，最终不能够完成去重。
文献-“动平衡数控去重系统及其关键技术的研究”《机电工程》2005年22卷5期4-8页，给出的方法是判断刀具跟转子之间的电阻，因为当转子和刀具接触的时候电阻会突然变的很小(即接触电阻R→0)，通过捕捉这个跳变可以判断有效的接触点，这个方法比较简单，但是其中的电路经过刀头与刀杆之间以及轴承与刀杆，刀杆高速转动时，刀杆与其轴承之间会有一层油膜，虽然可以利用油膜的电容效应产生一个电路回路，但是也引入了高频干扰，因而影响了回路信号的可靠性，所以又不得不采用其它电路滤除干扰，结果使系统复杂化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、易于实现、可靠性高、能够适应转子不圆度和夹具磨损的全自动平衡机切削点自动定位装置。
为达上述目的，本发明采取的技术措施是用直流电路闭环检测的方式来检测对刀点。
本发明的全自动平衡机切削点自动定位装置，包括机器的移动工作台，切削头，安装在切削头旋转主轴上的切削刀具，夹持转子的夹具，其特征是在移动工作台与切削头之间垫有绝缘板，切削头的旋转主轴通过电刷和限流电阻与直流电源的正极相连，直流电源的负极与夹具以及单片机的地相连，单片机的一个引脚作为输入端与电刷和限流电阻的连接点相连，单片机的另一个引脚作为输出端输出信号。
转子夹持在夹具上，则转子也与直流电源的负极相连，工作时切削头可在移动工作台的带动下向转子移动。切削刀具不与转子接触时，单片机的输出为高电平，当切削刀具接触到转子时，单片机的输出为低电平。判断电平由高到低跳变就能找到对刀点。
与现有的转子去重对刀装置相比，本发明的有益效果在于：
1)结构简单，可靠性高，易于实现。
2)切削对刀点随时检测，避免了固定对刀方法的各种缺点，降低了对转子不圆度的要求，降低了夹具的加工要求。
3)采用电刷来传递直流信号，避免了交流对刀用不稳定的油膜电容来传递信号的缺点，降低了环境干扰的影响。
附图说明
图1是本发明的全自动平衡机切削点自动定位装置示意图；
图2是单片机内部的信号处理流程图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本发明。
参照图1，全自动平衡机切削点自动定位装置包括机器的移动工作台1，切削头3，安装在切削头旋转主轴4上的切削刀具13，夹持转子11的夹具12，直流电源7和单片机8，在移动工作台1与切削头3之间垫有绝缘板2，这样，切削头3通过绝缘板2与移动工作台1电气绝缘，切削头的旋转主轴4与电刷5紧密接触，旋转主轴4通过电刷5和限流电阻6与直流电源7的正极相连，直流电源7的负极与夹具12以及单片机8的地相连，单片机8的一个引脚作为输入端与电刷5和限流电阻6的连接点相连，单片机8的另一个引脚作为输出端输出信号。工作时，通过单片机输出端电平由高到低跳变可以找到对刀点。
由于切削刀具在切削过程当中会吸附一些切削下来的铁屑，这些铁屑也会随着刀具的旋转而高速旋转，这些铁屑的存在使接触信号中掺杂了许多的干扰分量从而无法辨别实际的接触信号，为此，上述的单片机可采用具有延时功能的PIC系列单片机，例如PIC16F873A。图2示出单片机内部的信号处理流程图，当单片机从高电平开始连续检测到3毫秒以上的低电平时，认为找到了切削对刀点，可向外输出对刀信号；当单片机从低电平开始连续检测到5毫秒以上的高电平时，认为退出了对刀点。
Claims (1)
1.全自动平衡机切削点自动定位装置，包括机器的移动工作台(1)，切削头(3)，安装在切削头旋转主轴(4)上的切削刀具(13)，夹持转子(11)的夹具(12)，其特征是在移动工作台(1)与切削头(3)之间垫有绝缘板(2)，切削头的旋转主轴(4)通过电刷(5)和限流电阻(6)与直流电源(7)的正极相连，直流电源(7)的负极与夹具(12)以及单片机(8)的地相连，单片机(8)的一个引脚作为输入端与电刷(5)和限流电阻(6)的连接点相连，单片机(8)的另一个引脚作为输出端输出信号。
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