[发明专利]一种基于光电码盘扭矩检测的智能仿人攻丝卡头

说明书

本发明提供了一种基于光电码盘扭矩检测的仿人攻丝卡头，将攻丝装置的扭矩测量模块和控制箱的单片机连在一起。通过单片机对扭矩测量模块传出的信号进行处理，判断攻丝状态，调节与单片机相连的步进电机驱动器实现对电机的控制，调整攻丝状态，攻丝稳定，精度高，适用面广，效率高该发明可用于加工直径小于或者等于M4的内螺纹，适合在本行业大范围推广使用。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种基于光电码盘扭矩检测的智能仿人攻丝卡头。

背景技术

机械连接的主要形式有螺纹连接、焊接和铆接等。其中螺纹连接是比较常见的方式。螺纹分为内螺纹和外螺纹。内螺纹加工是机械加工中的重要工序，在未来的工业加工领域将发挥重要作用。尤其是在机器人、机床、医疗设备、航空航天等领域的制造行业，随着科技的发展，对机械零件性能的要求日益提高，在产品中大量运用不锈钢、高温合金、钛合金等高性能新材料。

随着高性能材料的大量应用，加工问题随之而来。攻丝是一种广泛应用于切削加工中内螺纹加工的方法。钛合金、不锈钢等材料因为其导热系数低散热慢，不利于热平衡，对于钻孔、攻丝过程，散热和冷却效果更差。钛合金、不锈钢材料弹性模量小，屈强比高，攻丝时加工表面易发生弹性恢复和硬化，加工变形回弹量大，孔壁挤压丝锥牙型面，造成攻丝扭矩剧增，并且攻丝是在半封闭状态下的切削攻丝，切削条件恶劣，攻丝扭矩过大，丝锥寿命低，螺纹质量差，难以适用于钛合金、不锈钢等难加工材料的攻丝，尤其是M4(直径4毫米)以下螺纹攻丝相当困难，基本无法进行。由于小直径攻丝切削条件差、攻丝扭矩大、丝锥磨损快、易折断等问题，在生产中仍依赖于人工经验，大量采用手动或半自动攻丝方式。尽管手动攻丝方式以其灵活的攻丝策略和良好的适应性对各孔径内螺纹都有较好的可加工能力。但人手工攻丝时，由于攻丝力矩不稳定，容易造成丝锥折断，同时还会出现精度低、废品率高和加工效率低等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光电码盘扭矩检测的智能仿人攻丝卡头，解决了现有技术中存在的攻丝装置精度不高，无法加工直径小于或者等于M4的内螺纹的问题。

本发明采用的技术方案是，

一种基于光电码盘扭矩检测的仿人攻丝卡头，包括锥端法兰，锥端法兰下方通过螺栓固定有步进电机，步进电机的输出轴连接有扭矩传感模块，扭矩传感模块的下方设置有弹簧，扭矩传感模块的下方设置有丝锥夹头转换套，丝锥夹头转换套内部安装有丝锥夹头，扭矩传感模块通过导线连接有控制箱。

扭矩传感模块包括传感器箱，传感器箱的外侧设置有传感器座，传感器座的上部和下部分别装有沟球轴承a和深沟球轴承b，深沟球轴承上设置有弾性轴的一端，弾性轴的另一端连接有丝锥夹头转换套，丝锥夹头转换套一端连接有丝锥转接杆套，另一端连接有丝锥夹头相连接，弹性轴上通过螺钉安装有下码盘和上码盘，下码盘和上码盘外侧设置有光电传感器，光电传感器与控制箱相连。

传感器座的外侧设置有航空插座，所述光电传感器通过航空插座与控制箱连接。

传感器箱下方设置有端盖。

一种基于光电码盘扭矩检测的仿人攻丝方法，采用如上一种基于光电码盘扭矩检测的仿人攻丝卡头进行攻丝，具体的步骤为：

A、通过控制箱选择丝锥型号，设置攻丝深度、丝锥螺距。控制箱将攻丝深度和丝锥螺距结合转化成为攻丝圈数x(攻丝圈数x*丝锥螺距＝攻丝深度)；

B、通过控制箱启动步进电机；步进电机启动后，会带动丝锥正转开始攻丝。

C、攻丝时，通过扭矩测量模块检测占空比，并将检测到的占空比数据实时传输给控制箱；

D、控制箱2判断步进电机是否正转，若步进电机正转，则表示正常攻丝；若步进电机反转，则表示装置处于退丝状态；