專利名稱：數(shù)控臺鉆模擬手柄的制作方法
技術領域：
:本實用新型屬于機械設備領域，特別涉及一種數(shù)控臺鉆模擬手柄。
技術背景:臺鉆也稱臺式鉆床，廣泛運用于機械加工領域，可以在加工件上鉆孔、擴孔、鉸孔和攻絲等作業(yè)。手動臺鉆的結構,大致包括有底座、立柱、主軸箱、主軸、主軸套筒、齒輪軸、和手柄等。加工時，通過轉動手柄帶動齒輪軸轉動，從而帶動與其嚙合的主軸套筒上的豎向齒條上下移動，完成快進、攻進、快退，以及組合動作。這樣的臺鉆不僅操作麻煩、勞動強度大，而且一個人只能控制一臺機器，生產效率相對較低，尤其對批量加工更是如此。為此，普通手動臺鉆的數(shù)字化改造，即成為必然。現(xiàn)有數(shù)控臺鉆均帶有數(shù)控柜或電控面板，由伺服電機代替?zhèn)鹘y(tǒng)機械式進給手柄，通過編程的方式控制伺服電機動作，實現(xiàn)自動化作業(yè)的目標。通過多年的實踐，數(shù)控臺鉆依然存在局限，其一、臺鉆操作者為一線技工，編程對于他們來說，難以一時切入；其二、臺鉆除了加工批量工件外，還處理一些非標零散工件，尤其是這些工件的材質差異大、加工規(guī)格復雜，雖然可通過數(shù)控面板上的操作鍵來手動加工，但無法判斷鉆削時的阻力，導致鉆頭損壞等故障。如何在數(shù)控臺鉆上融合手動臺鉆手柄功能，即成為本實用新型研究的對象。
發(fā)明內容:本實用新型的目的是設計一種帶有進給控制和阻力反饋的數(shù)控臺鉆模擬手柄。本實用新型技術方案是這樣實現(xiàn)的:一種數(shù)控臺鉆模擬手柄，其特征是包括有固定座、電磁阻尼盤、旋轉編碼器、帶轉軸的手柄；轉軸活動定位在固定座上，電磁阻尼盤和旋轉編碼器與轉軸聯(lián)動；所述旋轉編碼器與伺服電機電連接，控制伺服電機動作；接在伺服電機電源輸入端上的電流傳感器，采集電流變化通過放大電路后連接電磁阻尼盤的電磁線圈。模擬手柄既可控制伺服電機動作，也能適時反饋鉆床工作時的進給阻尼，幫助操作人們判斷進給阻力大小并調節(jié)進給量。從而實現(xiàn)手動進給“有手感”，借助手的感知而進行進給速度調節(jié)，以保護鉆頭不被損壞。所述固定座具有一法蘭盤和一筒體，通過法蘭盤固定在臺鉆上，所述的轉軸通過軸承定位在法蘭盤上；所述的電磁阻尼盤和旋轉編碼器裝在筒體內，手柄上帶有一手柄座，借助該手柄座固定在轉軸端部，并蓋設在所述的筒體開口處。將電磁阻尼盤和旋轉編碼器封裝在內，起保護作用，避免積塵等。所述電磁阻尼盤包括固定在固定座筒體上的電磁線圈和電磁吸盤，以及固定在轉軸上含鐵的阻尼盤。所述電磁阻尼盤指的是磁粉制動器。本實用新型具有構思巧妙、設計合理、可有效模擬機械手柄操作功能，實現(xiàn)與傳統(tǒng)手動臺鉆無縫切換，適時感知阻尼情況，借助手的感知而進行進給速度調節(jié)，以保護鉆頭不被損壞，尤其適用于零散工件的加工；更重要的一點，該模擬手柄可配合數(shù)控柜的自學習功能，由數(shù)控柜中的處理芯片記錄模擬手柄操作流程，而后再由數(shù)控柜控制臺鉆，重復手動的流程對工件進行加工，從而減少數(shù)控臺鉆依賴編程的局限，解決數(shù)控臺鉆普及的瓶頸。

:下面結合具體圖例對本實用新型做進一步說明:圖1模擬手柄外觀示意圖圖2模擬手柄剖面示意圖圖3模擬手柄立體分解示意圖圖4模擬手柄電路原理框圖圖5模擬手柄與數(shù)控臺鉆結合示意圖其中1-固定座11法蘭盤12筒體2-手柄21手柄座22撥塊3-電磁阻尼盤31電磁線圈32—電磁吸盤33-阻尼盤4-旋轉編碼器5轉軸6-軸承71底座72立柱73-主軸箱 74-伺服電機
具體實施方式
:參照圖1、圖2、圖3和圖4，數(shù)控臺鉆模擬手柄，包括有固定座1、手柄2、電磁阻尼盤3和旋轉編碼器4 ;固定座I具有一法蘭盤11和一筒體12，通過法蘭盤11固定在臺鉆上；手柄2上帶有一手柄座21，借助該手柄座21固定在轉軸5的端部，轉軸5的另一端通過軸承6定位在法蘭盤11上，使得手柄座21能蓋設在筒體12的開口處。電磁阻尼盤3包括固定在筒體12上的電磁線圈31和電磁吸盤32，以及固定在轉軸5上含鐵的阻尼盤33 ;電磁吸盤32既作為電磁線圈31的支架，又是產生磁力的鐵芯，其磁力與電磁線圈31中的電流成正比。工作時，鉆削力的增大，伺服電機74電源輸入端的電流也會相應增大，反饋給電磁線圈31的電流增大，產生磁力增強，電磁吸盤32和阻尼盤33的吸合力也增大，從而使阻尼盤33旋轉的阻力增大，可從手柄2上反饋給操作者，模擬出傳統(tǒng)手動臺鉆手柄同樣的功能。旋轉編碼器4包括靜止的外圈和旋轉的內圈，外圈安裝在筒體12上，內圈與手柄座21或者轉軸5聯(lián)動，也即內圈在手柄座21上的撥塊22帶動下轉動，或者與轉軸5鍵連接帶動內圈轉動，旋轉編碼器4產生的信號傳遞給伺服電機74，控制伺服電機74正、反轉，以及轉速，實現(xiàn)控制快進、快退，或者工進等動作。所述的電磁阻尼盤3和旋轉編碼器4裝在筒體12內。或者電磁阻尼盤3指的是磁粉制動器，同樣可用來模擬負載。如圖4，模擬手柄中的電磁阻尼盤3和旋轉編碼器4與伺服電機74的電路關系，所述旋轉編碼器4與伺服電機74電連接，控制伺服電機74動作；而接在伺服電機74電源輸入端上的電流傳感器，采集電流變化通過放大電路后連接電磁阻尼盤3的電磁線圈31，伺服電機電源電流增大，電磁線圈31的電流也隨之增大。為了兼容不同規(guī)格鉆頭，又能達到相應的阻尼量，在放大電路中設有對應鉆頭規(guī)格的阻尼檔位選擇盤，使得模擬手柄可適應不同鉆頭規(guī)格。參照圖5，模擬手柄與數(shù)控臺鉆結構圖，數(shù)控臺鉆包括有底座71、立柱72、主軸箱73和伺服電機74，模擬手柄安裝在主軸箱73的右側部，使得手柄2位置與傳統(tǒng)機械手柄位置相同，方便操作者習慣操作之需。
權利要求1.一種數(shù)控臺鉆模擬手柄，其特征是包括有固定座、電磁阻尼盤、旋轉編碼器、帶轉軸的手柄；轉軸活動定位在固定座上，電磁阻尼盤和旋轉編碼器與轉軸聯(lián)動；所述旋轉編碼器與伺服電機電連接，控制伺服電機動作；接在伺服電機電源輸入端上的電流傳感器，采集電流變化通過放大電路后連接電磁阻尼盤的電磁線圈。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)控臺鉆模擬手柄，其特征是固定座具有一法蘭盤和一筒體，通過法蘭盤固定在臺鉆上，所述的轉軸通過軸承定位在法蘭盤上；所述的電磁阻尼盤和旋轉編碼器裝在筒體內，手柄上帶有一手柄座，借助該手柄座固定在轉軸端部，并蓋設在所述的筒體開口處。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的數(shù)控臺鉆模擬手柄，其特征是電磁阻尼盤包括固定在固定座筒體上的電磁線圈和電磁吸盤，以及固定在轉軸上含鐵的阻尼盤。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的數(shù)控臺鉆模擬手柄，其特征是電磁阻尼盤指的是磁粉制動器。
專利摘要本實用新型涉及一種數(shù)控臺鉆模擬手柄，其特征是，包括有固定座、電磁阻尼盤、旋轉編碼器、帶轉軸的手柄；轉軸活動定位在固定座上，電磁阻尼盤和旋轉編碼器與轉軸聯(lián)動；所述旋轉編碼器與伺服電機電連接，控制伺服電機動作；接在伺服電機電源輸入端上的電流傳感器，采集電流變化通過放大電路后連接電磁阻尼盤的電磁線圈。模擬手柄既可控制伺服電機動作，也能適時反饋鉆床工作時的進給阻尼，幫助操作人們判斷進給阻力大小并調節(jié)進給量。從而實現(xiàn)手動進給“有手感”，借助手的感知而進行進給速度調節(jié)，以保護鉆頭不被損壞。
文檔編號G05G1/10GK202975889SQ20122071586
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月21日 優(yōu)先權日2012年12月21日
發(fā)明者莊進 申請人:福州工大臺鉆有限公司