陶瓷插芯內(nèi)孔研磨機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種陶瓷插芯研磨裝置，特別涉及一種陶瓷插芯內(nèi)孔研磨機，屬于光纖設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖陶瓷插芯是一種光纖連接器插頭中精密對中的高精度圓柱體特種陶瓷元件，用于固定光纖，由于其封裝后的組件成品對尺寸、形位公差以及可靠性的要求都極高，在其封裝所用的不銹鋼(或其他材料)精密零件中，孔徑尺寸公差通常為0.5~lum，同軸度等形位公差通常小于lum，為了滿足其產(chǎn)品的嚴格要求，組成成品的各個零部件的加工精度要求也極高。為了達到這種要求，對陶瓷插芯的形狀尺寸也有較高的要求，在陶瓷插芯中心有一微孔，即陶瓷插芯內(nèi)孔，微孔要求的直徑為0.125mm，孔徑誤差要求0.5~1微米，真圓度誤差小于lum，陶瓷插芯粗品(即毛胚)制成后，這個微孔的孔徑在0.118_左右，需要精密加工其內(nèi)孔尺寸至規(guī)格要求，所以此類光纖陶瓷插芯的中心內(nèi)孔加工精度要求很高，對加工的機械設(shè)備要求也很高，需要通過研磨機對內(nèi)孔進行精密加工，才能達到用要求。長期以來這類陶瓷插芯的加工制作都基本上由日本公司生產(chǎn)或采用日本中高端設(shè)備如西鐵城(CITIZEN)、STAR、津上(SUMGAMI)、基恩士(KEYENCE)等公司的精密設(shè)備加工，其價格非常高，從而影響了光纖陶瓷插芯金屬組件的生產(chǎn)成本，而且現(xiàn)有技術(shù)中采用上述設(shè)備對于陶瓷插芯內(nèi)孔的加工主要依靠人工進行研磨；具體的做法是，將研磨鋼絲制作為業(yè)界公知的包含一端錐形的形狀，在研磨鋼絲上涂上研磨膏，然后手工把待研磨陶瓷插芯一個接一個地穿套在涂有研磨膏的研磨鋼絲上，最多可以一次套裝20個，再用研磨夾具夾緊陶瓷插芯，陶瓷插芯夾在夾具中在研磨設(shè)備上高速旋轉(zhuǎn)的過程中，手工不斷左右移動研磨鋼絲，研磨鋼絲在陶瓷插芯的內(nèi)孔中左右來回移動，研磨鋼絲的錐形部分攜帶磨料與陶瓷插芯內(nèi)孔相對往復(fù)加旋轉(zhuǎn)運動摩擦實現(xiàn)對內(nèi)孔的研磨，在研磨過程中需要不斷的手工加磨料至研磨鋼絲上，人工判斷研磨完成后，研磨完畢時，再手工卸下陶瓷插芯。由于陶瓷插芯的體積很小，現(xiàn)有技術(shù)的加工設(shè)備和工藝操作都需要人工操作，而手工操作的誤差又較大，從而導(dǎo)致研磨出品質(zhì)很差，孔徑、真圓度指標經(jīng)常超差，特別是一次套裝多個陶瓷插芯的情況下，良品率較低；同時，采用人工研磨的效率也很低，人工勞動強度卻很大，在人工成本日益增高的情況下其生產(chǎn)成本也明顯提高，高速旋轉(zhuǎn)過程中研磨鋼絲還會對操作者存在較大安全隱患。為了克服這種狀況，業(yè)界開發(fā)了不同形式的陶瓷插芯內(nèi)孔研磨機，例如中國申請?zhí)?201420027042.X公布了一種陶瓷插芯內(nèi)孔研磨機，該研磨機在一定程度上實現(xiàn)了陶瓷插芯內(nèi)孔研磨的自動化，提高了生產(chǎn)效率，但存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作繁瑣、研磨鋼線易斷裂等缺陷，有待進一步改進與提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的以上缺陷，提供一種陶瓷插芯內(nèi)孔研磨機。
[0004]為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:陶瓷插芯內(nèi)孔研磨機，包括機臺，陶瓷插芯夾具轉(zhuǎn)動設(shè)置在機臺上并連接有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，在機臺上設(shè)置有往復(fù)運動架，往復(fù)運動架直接或間接連接有往復(fù)運動驅(qū)動裝置，往復(fù)運動架兩端設(shè)置有拉力傳感器，研磨鋼絲的兩端分別固定連接在往復(fù)運動架兩端的拉力傳感器上，所述的研磨機中設(shè)置有控制系統(tǒng)，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、往復(fù)運動驅(qū)動裝置及拉力傳感器均連接至控制系統(tǒng)，陶瓷插芯夾緊在陶瓷插芯夾具中，研磨鋼絲從陶瓷插芯中穿過，控制系統(tǒng)通過控制往復(fù)運動架帶動研磨鋼絲在陶瓷插芯內(nèi)孔中往復(fù)運動，同時旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動陶瓷插芯夾具旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)對夾緊在夾具中的陶瓷插芯內(nèi)孔研磨，進一步的，所述的研磨鋼絲上一次套裝有多個陶瓷插芯，研磨機上設(shè)置有與夾具配合的加載和卸載陶瓷插芯的裝置，進一步的，所述的研磨鋼絲上一次套裝有多個陶瓷插芯，研磨機上設(shè)置有與夾具配合的加載和卸載陶瓷插芯的裝置，所述的夾具包括芯軸，芯軸中心開設(shè)有直徑大于陶瓷插芯外徑的中心孔，所述的芯軸設(shè)置在主軸中，芯軸前端部設(shè)置有夾持陶瓷插芯的彈簧卡頭，所述的彈簧卡頭與芯軸一體設(shè)置或彈簧卡頭連接在芯軸前端，彈簧卡頭中心開設(shè)有與芯軸中心孔相通的通孔，所述的彈簧卡頭前端為外錐形，主軸前端為與彈簧卡頭外錐形相適應(yīng)的內(nèi)錐形，在彈簧卡頭前端一定長度內(nèi)開設(shè)有至少兩個從外壁至中心的切口，切口使彈簧卡頭前端形成夾持陶瓷插芯卡頭部，芯軸后端設(shè)置有壓緊彈簧擋部，壓緊彈簧擋部與主軸之間設(shè)置有壓緊彈簧；在芯軸壓緊彈簧擋部后方設(shè)置有沿芯軸軸向運動的直線往復(fù)驅(qū)動裝置用于使彈簧卡頭張開和夾緊，在主軸上固定連接有驅(qū)動輪，驅(qū)動輪連接旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，所述的直線往復(fù)驅(qū)動裝置連接至控制系統(tǒng)，加載陶瓷插芯時，直線往復(fù)驅(qū)動裝置向前頂著芯軸后端部，芯軸前端的彈簧卡頭向前運動，彈簧卡頭呈張開狀態(tài)，控制系統(tǒng)控制研磨鋼絲帶著陶瓷插芯至彈簧卡頭部后，直線往復(fù)驅(qū)動裝置向后運動，在壓緊彈簧的作用下芯軸在主軸中向后移動，芯軸前端的外錐形在主軸前端的內(nèi)錐形中相對向后移動使彈簧卡頭夾緊陶瓷插芯；卸載陶瓷插芯時，直線往復(fù)驅(qū)動裝置向前頂著芯軸后端部，彈簧卡頭呈張開狀態(tài)，控制系統(tǒng)控制研磨鋼絲帶著陶瓷插芯離開彈簧卡頭，進一步的，所述的研磨鋼絲包括細段、錐形段和粗段，多個陶瓷插芯一次同時套裝在研磨鋼絲的細段上，在芯軸后方設(shè)置有陶瓷插芯卡手，卡手的兩個卡爪分別位于研磨鋼絲的上方和下方，卡爪上連接有上下運動驅(qū)動裝置，上下運動驅(qū)動裝置連接至控制系統(tǒng)，兩個卡爪完全合上后形成的空隙小于陶瓷插芯外徑，兩個卡爪完全打開后形成的空隙大于陶瓷插芯外徑，進一步的，所述的研磨鋼絲下方設(shè)置有磨料盒，磨料盒連接有升降驅(qū)動裝置，升降驅(qū)動裝置連接至控制系統(tǒng)，進一步的，所述的控制系統(tǒng)中包括PLC，PLC中設(shè)置有包括拉力傳感器信號接收比較模塊、往復(fù)運動架行程控制模塊、往復(fù)運動架研磨行程測量模塊、研磨計數(shù)模塊，所述的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置為電機，電機的輸出輪通過同步皮帶帶動驅(qū)動輪，往復(fù)運動架設(shè)置在機臺上的導(dǎo)軌上，所述的往復(fù)運動驅(qū)動裝置為伺服電機，伺服電機的輸出上連接有齒形同步皮帶，往復(fù)運動架上固定連接有與齒形同步皮帶配合的齒形塊，控制系統(tǒng)通過控制伺服電機的正反轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)動圈數(shù)來控制往復(fù)運動架的運動方向及行程，研磨前，首先在研磨鋼絲的細段上套裝上多個陶瓷插芯后將研磨鋼絲的后端固定在往復(fù)運動架一端的拉力傳感器上，研磨鋼絲的另一端穿過卡手、芯軸上的中心孔后固定連接在往復(fù)運動架另一端的拉力傳感器上，陶瓷插芯上料時，控制系統(tǒng)控制卡手閉合至陶瓷插芯無法從兩個卡爪件通過，PLC根據(jù)陶瓷插芯的長度驅(qū)動往復(fù)運動架運動使最前面的陶瓷插芯恰好至卡手處后，控制系統(tǒng)控制卡爪張開，PLC控制往復(fù)運動架向前移動一定位移使陶瓷插芯進入到兩個卡爪中，兩個卡爪閉合卡住陶瓷插芯后PLC控制往復(fù)運動架向后移動至拉力傳感器的拉力達到設(shè)定值，這時研磨鋼絲的錐形段卡在陶瓷插芯的內(nèi)孔中，控制系統(tǒng)控制兩個卡爪張開，PLC控制直線往復(fù)驅(qū)動裝置向前移動頂住芯軸后端使彈簧卡頭的端口部張開，PLC控制往復(fù)運動架向前移動一定距離至彈簧卡頭處，PLC控制直線往復(fù)驅(qū)動裝置向后移動，芯軸在壓緊彈簧的作用下向后移動使陶瓷插芯夾緊在彈簧卡頭中，PLC控制磨料盒上升使研磨鋼絲接觸到磨料，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置驅(qū)動夾具帶動陶瓷插芯旋轉(zhuǎn)，研磨鋼絲的錐形部向后移動開始對陶瓷插芯的內(nèi)孔進行研磨，在研磨鋼絲向后移動到一定程度后，研磨鋼絲的錐形部與陶瓷插芯之間的作用力通過拉力傳感器傳輸至PLC，在PLC中的拉力傳感器信號接收比較模塊進行數(shù)值比較后判斷決定是否達到研磨鋼絲反向運動的力值，使研磨鋼絲在陶瓷插芯的內(nèi)孔中往復(fù)運動實現(xiàn)自動研磨，當研磨的孔徑達到要求值時，研磨鋼絲下一次向后的運動的過程中其錐形部將不受到陶瓷插芯內(nèi)孔的阻力，往復(fù)運動架行程將不受拉力傳感器信號的控制，會有一次行程較大的突變，PLC往復(fù)運動架研磨行程測量模塊檢測到該行程突變時，停止研磨，開始卸料和下一個陶瓷插芯上料，進一步的，所述的在芯軸壓緊彈簧擋部后方設(shè)置的沿芯軸軸向運動的直線往復(fù)驅(qū)動裝置為氣缸或直線電機或凸輪或電磁鐵，進一步的，所述的磨料盒連接的升降驅(qū)動裝置為氣缸或直線電機或凸輪或電磁鐵。
[0005]本發(fā)明的積極有益技術(shù)效果為:本發(fā)明實現(xiàn)了一次上料多個陶瓷插芯的自動研磨，一次上料至研磨鋼絲上多個陶瓷插芯后，開啟本設(shè)備，控制系統(tǒng)自動控制從研磨鋼絲上原料段上料至夾具、開始研磨、自動判斷研磨結(jié)束、自動卸料成品至研磨鋼絲的另一端，然后再重復(fù)下一個上料，本發(fā)明研磨的陶瓷插芯內(nèi)孔一致性好，公差范圍小，成品率高，良品率可達98%以上，超過目前國內(nèi)外相同設(shè)備的制作質(zhì)量，正常使用研磨過程中鋼絲不會斷裂，生產(chǎn)效率高，并省去了人工成本，在同類產(chǎn)品上超過了目前日本相同產(chǎn)品的研磨效率和研磨質(zhì)量，制作本產(chǎn)品的成本遠遠低于進口