[发明专利]一种拉丝模自动超声整形加工机及加工方法

权利要求书

1.一种拉丝模自动超声整形加工机，其特征是包括：底座、X轴平移机构、工作台压力控制机构、立柱、Z轴升降机构、超声换能器旋转机构、控制系统部件箱、砂轮旋转往复移动机构；立柱和X轴平移机构通过螺钉固定在所述底座上；X轴平移机构和Z轴升降机构分别由导轨、丝杠、移动平台机械部件和伺服电机组成，Z轴升降机构安装在立柱的正前面；超声换能器旋转机构通过转接块安装在Z轴升降机构的升降台上；砂轮旋转往复移动机构和工作台压力控制机构通过支架安装在X轴平移机构的移动台上；控制系统部件箱通过固定螺钉安装在立柱的左侧壁。

2.根据权利要求1的一种拉丝模自动超声整形加工机，其特征是Z轴升降机构主要包括Z轴伺服电机、Z轴升降台、支撑滑轮、钢丝绳、配重；钢丝绳的一端通过转接装置与Z轴升降台相连接，钢丝绳的另一端穿过第一支撑滑轮的滑槽和第二支撑滑轮的滑槽后与配重连接，超声换能器旋转机构通过转接块与Z轴升降台相连接，Z轴伺服电机通过导轨和丝杠带动Z轴升降台和超声换能器旋转机构上下移动。

3.根据权利要求1所述的一种拉丝模自动超声整形加工机，其特征是超声换能器旋转机构主要包括超声工具针、传振杆、超声换能器部件、超声换能器旋转电机；超声工具针与传振杆通过螺纹连接，传振杆通过螺杆安装在超声换能器部件上，超声换能器部件的外部结构为可旋转式结构，超声换能器旋转电机通过联轴器和电机座与超声换能器部件相连接，并带动超声换能器部件、传振杆和超声工具针旋转。

4.根据权利要求1所述的一种拉丝模自动超声整形加工机，其特征是工作台压力控制机构主要包括压力传感装置、模具座工作台、工作台旋转电机、工作台旋转皮带轮、皮带；压力传感装置安装在模具座工作台的下部，工作台旋转电机通过电机座安装在支架的右侧面，工作台旋转皮带轮安装在工作台旋转电机的电机轴上，工作台旋转电机通过工作台旋转皮带轮和皮带带动模具座工作台旋转。

5.根据权利要求1所述的一种拉丝模自动超声整形加工机，其特征是砂轮旋转往复移动机构主要包括砂轮往复电机、砂轮往复电机轮、砂轮往复运动连接杆、砂轮、砂轮罩、砂轮支架、砂轮旋转电机、砂轮往复直线导轨；砂轮往复直线导轨安装在支架上部，砂轮支架通过螺钉固定在砂轮往复直线导轨的滑动块上；砂轮旋转电机和砂轮罩固定在砂轮支架的转动座上，转动座上的螺栓轴可以转动实现砂轮俯仰角度的调整；砂轮通过过渡连接轴安装在砂轮旋转电机上，并随电机轴一起转动；砂轮往复电机通过电机座安装在支架的背面，砂轮往复电机轮直接安装在砂轮往复电机的电机轴上；砂轮往复运动连接杆两端内嵌滚珠轴承，通过2个连接轴分别与砂轮支架和砂轮往复电机轮相连接，从而能实现往复运动。

6.一种拉丝模自动超声整形加工方法，其特征是利用PLC控制器实现对X轴伺服电机、Z轴伺服电机、砂轮旋转电机、砂轮往复电机、工作台旋转电机、超声换能器旋转电机及压力传感机构的控制实现拉丝模自动加工工作流程的控制；

Z轴升降机构带动超声工具针向下移动并与模具座工作台上的拉丝模孔相接触，压力传感装置可以感知超声工具针施加在拉丝模上的压力值并与设定压力相比较，从而实现拉丝模超声加工时压力的准确控制。

7.根据权利要求6的一种拉丝模自动超声整形加工方法，其特征是含有以下步骤；

步骤（1）、开机后系统进入初始化状态，Z轴移动到原点Z0，X轴移动到原点X0；

步骤（2）、设定工作压力P、Z0到压力点垂直距离、Z0到砂轮中心垂直距离，并将3个数值输入控制系统；

步骤（3）、安装加工用针杆（已焊接工具针）及拉丝模；

步骤（4）、输入拉丝模的有效高度，循环次数n，以及加工参数（电流、时间等）；

步骤（5）、Z轴向下移动到设定的压力点，此时记录Z轴相对Z0移动的距离即Z轴绝对位置点；

步骤（6）、控制系统将步骤（5）中记录的Z轴移动距离的数值赋给变量，并计算出针长和磨针时Z轴的位置；

步骤（7）、Z轴移动到磨针的位置点；

步骤（8）、启动砂轮电机、摆动电机，以及超声振动系统旋转电机；

步骤（9）、X轴以快进、工进2种速度移动到磨针位置点，磨针定时结束磨针完成；

步骤（10）、Z轴返回Z0点；关断砂轮电机、砂轮往复电机以及超声振动系统旋转电机；

步骤（11）、X轴返回X0点；

步骤（12）、Z轴向下移动到压力开关动作的位置，此时压力传感器反馈的压力值等于P，记录此时Z轴位置点，打开工作台旋转电机；

步骤（13）、按设定的加工参数进行定时超声加工；

步骤（14）、定时结束后，关断超声电源，关断工作台旋转电机，加工完成；

步骤（15）、Z轴返回Z0点；

步骤（16）、控制系统对循环次数n进行判断，如果已达到设定的次数，程序结束，加工停止；如果未达到设定的次数，执行步骤（17）；

步骤（17）、控制系统将按照步骤（12）中记录的Z轴移动距离，再从步骤（6）按顺序执行到步骤（16）。