CN100443259C

CN100443259C - 数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构

Info

Publication number: CN100443259C
Application number: CNB2006100296839A
Authority: CN
Inventors: 胡俊; 罗磊; 石尚锋
Original assignee: Shanghai Jiao Tong University
Current assignee: Shanghai Jiao Tong University
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2026-08-03
Also published as: CN1887521A

Abstract

一种数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构，属于机械工程中的数字控制领域。本发明包括：步进电机、传动丝杆、刀具滑台、磨刀机构、对刀基准开关、零位开关、导轨、单片机、操作面板、基座，步进电机设置在基座上，其输出端与传动丝杆相连接；导轨平行于传动丝杆，置于基座上；导轨的右端设置有零位开关，左端有对刀基准开关，导轨的上面设有刀具滑台，刀具滑台与传动丝杆的另一端相连接；磨刀机构安装在基座上，位于导轨的左侧；零位开关、对刀基准开关、步进电机、刀具滑台、磨刀机构、操作面板与单片机相连。本发明磨削一组刀具只需对一次刀，避免了多次对刀产生的误差；磨削量更加精确，可以精确到0.01mm；实现了刀具磨削过程的自动化。

Description

数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构

技术领域

本发明涉及的是一种刀具修磨机构，具体是一种数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构，属于机械工程中的数字控制领域。

背景技术

在数控鞋楦机中，通常是几把刀具同时加工一组鞋模，因此对刀具尺寸的一致性要求非常高。当刀具磨损后，就如何进行精确磨削，使各刀具的尺寸仍保持一致，向我们提出了难题。由于鞋楦机的刀具呈酒杯状，磨刀时，砂轮深入到刀具内部进行磨削。因此，固定的砂轮深入距离是保证同组刀具尺寸一致的关键。

经对现有的技术文献检索发现，精确进给机构方面的技术已有先例：磨床的进给机构(专利申请号02264327.3)。该装置适合于轴向精度比较高的磨床，可以提高设备的磨削进给精度，有利于零件加工和工人操作，并具有良好的防水效果，能够很好的解决磨削以后出项的锥度问题。

但是对磨刀机来说，此装置结构相对复杂、零件制造相对困难。为此，需要一种既能保证进给精度，结构又尽可能简单的装置。

发明内容

针对以上技术的缺陷，本发明提供了一种数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构，利用单片机和步进电机的结合实现精确修磨刀具，目标是确保磨削后得到的刀具尺寸一致。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：步进电机、传动丝杆、刀具滑台、磨刀机构、对刀基准开关、零位开关、导轨、单片机、操作面板、基座。步进电机安装在基座上，其输出端与传动丝杆相连接，以输出转矩；导轨平行于传动丝杆，置于基座上；导轨的右端安装有零位开关，左端有对刀基准开关，导轨的上面安装有刀具滑台，刀具滑台与传动丝杆的另一端相连接；磨刀机构安装在基座上，位于导轨的左侧；零位开关、对刀基准开关、步进电机、刀具滑台、磨刀机构、操作面板与单片机相连。

刀具滑台主要由刀具电机、传动机构、减速机构以及刀具组成，其中传动机构将刀具电机和减速机构连接起来，减速机构的输出端安装有刀具。刀具电机与单片机相连。

磨刀机构主要由砂轮电机、传动机构以及砂轮构成，其中传动机构用于连接砂轮电机和砂轮。砂轮电机与单片机相连。

操作面板上设置有启动键、停止键、对刀键、磨刀键、磨削量+键、磨削量-键，还有一个用于显示磨削量的显示屏。

本发明工作过程分为两个部分：对刀和磨刀。对一组刀具来说只需进行一次对刀操作，减少了多次对刀所产生的误差。按下操作面板上的对刀键，装夹有刀具的刀具滑台首先向远离砂轮的方向快速运动，碰到零位开关完成返回基准参考点动作；刀具滑台快速向砂轮运动并在靠近砂轮时改为慢速进给，直至碰上对刀基准开关，进行手动对刀；然后刀具滑台快速返回到基准参考点。在刀具平台两次接触零位开关这一时间段中，单片机记录下控制刀具滑台运动的步进电机共发出的脉冲数为X。

设备完成对刀以后，根据操作者按照刀具尺寸的要求设定相应的磨削量，单片机将该磨削量转换为步进电机运动的脉冲数Y。

因此，在自动加工过程中，对于同一组刀具来说，设定从基准参考点开始步进电机发出的脉冲数为X/2+Y，则就能精确地控制磨削量，保证同一组刀具尺寸的一致性。

相对传统的磨刀方式来说，本发明的最大优点在于：1)磨削一组刀具只需对一次刀，避免了多次对刀产生的误差；2)磨削量更加精确，可以精确到0.01mm；3)实现了刀具磨削过程的自动化。

附图说明

图1为本发明结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本发明包括：步进电机1、传动丝杆2、刀具滑台3、磨刀机构、对刀基准开关10、零位开关12、导轨13、单片机14、操作面板15、基座16。

步进电机1安装在基座16上，其输出端与传动丝杆2相连接，以输出转矩；导轨13平行于传动丝杆2，置于基座16上；导轨13的右端安装有零位开关12，左端有对刀基准开关10，导轨的上面安装有刀具滑台3；刀具滑台3主要由刀具电机4、传动机构5、减速机构6以及刀具11组成，其中传动机构5将刀具电机4和减速机构6连接起来，减速机构6的输出端安装有刀具11，刀具滑台3与传动丝杆2的另一端相连接；砂轮电机7、传动机构8以及砂轮9构成了磨刀机构，其中传动机构8用于连接7和9，整个磨刀机构安装在基座16上，位于导轨13的左侧；零位开关12、对刀基准开关10、步进电机1、刀具电机4、砂轮电机7、操作面板15与单片机14相连；操作面板15上设置有启动键、停止键、对刀键、磨刀键、磨削量+键、磨削量-键，还有一个用于显示磨削量的显示屏。

下面参照图1详细介绍本发明的工作过程。按下操作面板15上的对刀键，单片机14发一个启动信号给步进电机1，刀具滑台3快速向远离砂轮9方向移动，碰到零位开关12，零位开关12返回一个信号给单片机14完成返回基准参考点动作；接着刀具滑台3快速向砂轮9运动并在靠近砂轮9时改为慢速进给，当刀具滑台3碰到对刀基准开关10时，单片机14接收到对刀基准开关10发来的信号启动砂轮电机7和刀具电机4进行手动对刀。对刀完成，刀具滑台3快速后退，接触到零位开关12，单片机14收到零位开关的停止信号，停止步进电机1。单片机14记录下刀具滑台3两次接触到零位开关12这段时间内共发出的脉冲数为X。

对同一组刀具11来说，操作者设定一定的磨削量后，单片机14将其转化为步进电机1相应的脉冲数Y。至此，当刀具滑台3碰到零位开关12时，设定步进电机1发出X/2+Y个脉冲就可以磨削所需的量。

对刀过程完成后，通过按“磨削量+键”和“磨削量+键”来设置合适的磨削量，设置完成以后，按下“磨刀键”执行磨刀过程。

对不同组的刀具11，只需改变相应的Y值就可以轻松的保证同组刀具尺寸的一致。

Claims

1、一种数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构，包括：步进电机、传动丝杆、刀具滑台、磨刀机构、对刀基准开关、零位开关、导轨、单片机、操作面板、基座，其特征在于：步进电机设置在基座上，其输出端与传动丝杆的一端相连接，以输出转矩；导轨平行于传动丝杆，置于基座上；导轨的右端设置有零位开关，左端有对刀基准开关，导轨的上面设有刀具滑台，刀具滑台与传动丝杆的另一端相连接；磨刀机构安装在基座上，位于导轨的左侧；零位开关、对刀基准开关、步进电机、刀具滑台、磨刀机构、操作面板与单片机相连。

2、根据权利要求1所述的数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构，其特征是，刀具滑台主要由刀具电机、传动机构、减速机构以及刀具组成，其中传动机构将刀具电机和减速机构连接起来，减速机构的输出端设置刀具，刀具电机与单片机相连。

3、根据权利要求1所述的数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构，其特征是，磨刀机构主要由砂轮电机、传动机构以及砂轮构成，其中传动机构用于连接砂轮电机和砂轮，砂轮电机与单片机相连。

4、根据权利要求1所述的数控鞋楦刀具磨刀机精确步进机构，其特征是，操作面板上设置有启动键、停止键、对刀键、磨刀键、磨削量+键、磨削量-键，还有一个用于显示磨削量的显示屏。