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一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置制造方法及图纸

技术编号:21209130 阅读:73 留言:0更新日期:2019-05-25 04:19
本实用新型专利技术涉及一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置,包括支撑机构,端帽,法兰座,滚珠,压电式力传感器,单片机和蓝牙模块,圆柱销,螺母和螺栓。法兰座设置在机床或专用滚压设备上,滚珠放入端帽,端帽相应于滚珠设置有开口,开口半径小于滚珠的半径,滚珠上面压有带支撑轮的支撑机构,滚珠设置在端帽和支撑机构之间,支撑机构设置在端帽上,支撑机构与法兰座之间设置有压电式力传感器、单片机和蓝牙模块,法兰座与端帽通过螺栓和螺母固定连接,并用圆柱销进行定位。本实用新型专利技术的优点是,滚珠和支撑轮之间为滚动摩擦,减小了滚珠的摩擦磨损,同时滚压装置内部有压电式力传感器和蓝牙模块等,可实时监测、反馈和控制滚压力的大小。

A Ball Rolling Device Based on Piezoelectric Sensor Control

The utility model relates to a ball rolling device based on piezoelectric sensor control, which comprises a support mechanism, an end cap, a flange seat, a ball, a piezoelectric force sensor, a single chip computer and a Bluetooth module, a cylindrical pin, a nut and a bolt. The flange base is set on the machine tool or special rolling equipment, and the ball is put into the end cap. The end cap corresponds to the ball. The opening radius is less than the radius of the ball. The supporting mechanism with supporting wheel is pressed on the ball. The ball is set between the end cap and the supporting mechanism. The supporting mechanism is set on the end cap, and the piezoelectric force sensor, the single chip computer and the flange base are set between the supporting mechanism and the flange base. Bluetooth module, flange seat and end cap are fixed by bolts and nuts, and positioned by cylindrical pins. The utility model has the advantages of rolling friction between the ball and the supporting wheel, reducing the friction and wear of the ball, and having piezoelectric force sensor and Bluetooth module inside the rolling device, which can monitor, feedback and control the rolling pressure in real time.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置
本技术涉及机械加工
,具体涉及滚压加工领域,尤其涉及一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置。
技术介绍
滚压工具利用金属在常温下的塑性变形,使工件表面细微的凹凸不平、交错起伏的峰谷滚压辗平,从而达到改变表层结构、机械特性、形状和尺寸的目的。滚压工具主要有滚珠式和滚轮式,现有的滚珠式滚压工具大多采用耐磨板或滚珠托架实现对滚珠的定位和承载,缺点是滚珠与耐磨板或滚珠托架之间为滑动摩擦,加剧了滚轮和承载体之间的摩擦磨损,降低了滚压工具的使用寿命,同时滚压工具无法实现对滚压力的实时监测、反馈和控制。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本技术提供了一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置。为实现上述目的,本技术提供一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置,其特征在于,包括支撑机构,端帽,法兰座,滚珠,压电式力传感器,单片机和蓝牙模块,圆柱销,螺母和螺栓。所述法兰座设置在机床或专用滚压设备上,所述滚珠放入所述端帽,所述端帽相应于所述滚珠设置有开口,开口半径小于所述滚珠的半径,所述滚珠上面压有带支撑轮的支撑机构,所述滚珠设置在所述端帽和所述支撑机构之间,所述支撑机构设置在所述端帽上,所述支撑机构与所述法兰座之间设置有所述压电式力传感器和所述单片机和蓝牙模块,所述法兰座与所述端帽通过所述螺栓和所述螺母固定连接,并用所述圆柱销进行定位。所述支撑机构包括支撑轮,支撑轴,支撑架,支撑座,滚针轴承和圆锥滚子轴承,所述支撑轮通过所述支撑轴设置在所述支撑架上,所述支撑轮与所述支撑轴之间通过所述滚针轴承连接,所述支撑架设置在所述支撑座上,所述支撑架与所述支撑座之间设置有所述圆锥滚子轴承。优选的,所述支撑架可在所述支撑座上实现任意方向的旋转,以保证滚压头对任意方向的运动和滚压。优选的,所述支撑轮为回转体,其回转面为圆弧,且圆弧半径与所述滚珠半径相等。本技术具有下述有益效果:本技术提供的一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置,在滚珠上压有支撑轮,滚珠与支撑轮之间摩擦形式为滚动摩擦,极大地减小了支撑轮与滚珠的摩擦磨损,提高了滚压头的使用寿命,同时滚压装置内部有压电式力传感器以及单片机和蓝牙模块,可实时监测、反馈和控制滚压力的大小。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。图1为本技术的仰视整体结构示意图;图2为本技术的俯视整体结构示意图;图3为本技术的正视整体结构剖视图;图4为本技术中支撑机构的结构示意图;图5为本技术中支撑轮的剖视图;图6为本技术滚压力闭环控制原理图。图中:1端帽,2螺母,3圆柱销,4螺栓,5法兰座,6压电式力传感器,7单片机和蓝牙模块,8圆锥滚子轴承,9支撑座,10支撑架,11支撑轮,12支撑轴,13滚针轴承,14滚珠,15支撑机构。具体实施方式下面将结合本技术中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论,显然,这里所描述的仅仅是本技术的一部分实例,并不是全部的实例,基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术的保护范围。实施例请参阅图1、图2及图3所示,图1是本技术的仰视整体结构示意图,图2是本技术的俯视整体结构示意图,图3是本技术的正视整体结构剖视图。一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置,包括支撑机构15,端帽1,法兰座5,滚珠14,压电式力传感器6,单片机和蓝牙模块7,圆柱销3,螺母2和螺栓4。法兰座5设置在机床或专用滚压设备上,由机床或专用滚压设备为滚珠式滚压装置提供必要的旋转、进给运动以及所需的滚压力。滚珠14的材料为GCr15,滚珠14放入端帽1内,端帽1相应于滚珠14设置有开口,开口半径小于滚珠14的半径。滚珠14上面压有带支撑轮11,由支撑轮11实现对滚珠14的定位和承载,滚珠14与支撑轮11之间摩擦形式为滚动摩擦,极大地减小了支撑轮11与滚珠14的摩擦磨损。支撑机构15设置在端帽1内部,支撑机构15与法兰座5之间设置有压电式力传感器6和单片机和蓝牙模块7,压电式力传感器6可以实时测量滚压力的变化,单片机和蓝牙模块7接收和处理电压信号后传送到滚珠14式滚压装置外部。法兰座5和端帽1通过止口结构配合连接,限制两者间的径向和轴向相对移动,采用螺栓4、螺母2进行固定,并用圆柱销3进行定位,防止两者间的相对转动。请再参阅图3及图4,图4是本技术中支撑机构的结构示意图。支撑机构15包括圆锥滚子轴承8,支撑座9,支撑架10,支撑轮11,支撑轴12和滚针轴承13。支撑轴12过盈配合安装在支撑架10的通孔上,支撑轮11与支撑轴12之间通过滚针轴承13配合连接,滚针轴承13保证支撑轮11在支撑轴12上的转动,以及承受径向力。支撑架10设置在支撑座9上,支撑架10与支撑座9之间设置有圆锥滚子轴承8,圆锥滚子轴承8同时承受轴向力和径向力,以保证支撑架10在支撑座9上旋转,实现滚压装置对任意方向的运动和滚压。如图3所示,滚珠式滚压装置对工件施加一定的滚压力,滚压力通过滚珠14传递给支撑轮11,支撑轮11通过滚针轴承13将滚压力传递给支撑轴12,进而传递给支撑架10,支撑架10通过圆锥滚子轴承8将滚压力传递给支撑座9,支撑座9受到滚压力的作用向上移动,因法兰座5固定,支撑座9与法兰座5两者挤压中间的压电式力传感器6,使得压电式力传感器6产生相应的电压模拟信号,电压模拟信号经A/D转换器转换为电压数字信号,单片机和蓝牙模块采集到相应的电压数字信号并无线传输到滚珠式滚压装置外部。请参阅图5所示,图5是本技术中支撑轮的剖视图。本技术中的支撑轮11为回转体,其回转面为圆弧,而且圆弧半径与滚珠14半径相等,在滚压过程中,支撑轮11与滚珠14之间接触形式为线接触。请参阅图6所示,图6是本技术滚压力闭环控制原理图。本技术实现滚压力实时反馈和控制的过程,详述如下:设置给定的滚压参数输入到PLC中,相应的PLC对滚压参数分析处理后,输出一电信号到机床或专用滚压设备,机床或专用滚压设备通过控制相应的力调节装置,调整滚压力的大小。此时滚珠式滚压装置对工件施加相应的滚压力,压电式力传感器6实时测量滚压力数值的大小,并输出电压模拟信号,输入到A/D转换器中,A/D转换器将转换后的电压数字信号输入到单片机中,单片机接收和处理后,通过蓝牙模块将此电压数字信号蓝牙无线反馈给滚压装置外部的PLC,PLC接收到反馈电压数字信号,进行分析处理,与给定的滚压参数进行比较后,再输出电信号到机床或专用滚压设备,进而控制相应的力调节装置,调整滚压力的大小,以保证机床或专用滚压设备对工件所施加的滚压数值等于给定滚压数值,形成闭环控制系统,从而实现对滚压力的实时反馈和控制,提高滚压装置的滚压加工精度。综上所述可见,本技术通过采用支撑轮对滚珠进行定位和承载,使得滚珠与支撑轮之间的摩擦形式变为滚动摩擦,极大地减小了支撑轮与滚珠的摩擦磨损,提高了滚压头的使用寿命,同时滚压装置内部设置有压电式力传感器以及单片机和蓝牙模块,可实时监测、反馈和控制滚压力的大小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置,其特征在于,包括支撑机构,端帽,法兰座,滚珠,压电式力传感器,单片机和蓝牙模块,圆柱销,螺母和螺栓,所述法兰座设置在机床或专用滚压设备上,所述滚珠放入所述端帽,所述端帽相应于所述滚珠设置有开口,开口半径小于所述滚珠的半径,所述滚珠上面压有带支撑轮的支撑机构,所述滚珠设置在所述端帽和所述支撑机构之间,所述支撑机构设置在所述端帽上,所述支撑机构与所述法兰座之间设置有所述压电式力传感器和所述单片机和蓝牙模块,所述法兰座与所述端帽通过所述螺栓和所述螺母固定连接,并用所述圆柱销进行定位,所述支撑机构包括支撑轮,支撑轴,支撑架,支撑座,滚针轴承和圆锥滚子轴承,所述支撑轮通过所述支撑轴设置在所述支撑架上,所述支撑轮与所述支撑轴之间通过所述滚针轴承连接,所述支撑架设置在所述支撑座上,所述支撑架与所述支撑座之间设置有所述圆锥滚子轴承。

【技术特征摘要】
1.一种基于压电传感控制的滚珠式滚压装置,其特征在于,包括支撑机构,端帽,法兰座,滚珠,压电式力传感器,单片机和蓝牙模块,圆柱销,螺母和螺栓,所述法兰座设置在机床或专用滚压设备上,所述滚珠放入所述端帽,所述端帽相应于所述滚珠设置有开口,开口半径小于所述滚珠的半径,所述滚珠上面压有带支撑轮的支撑机构,所述滚珠设置在所述端帽和所述支撑机构之间,所述支撑机构设置在所述端帽上,所述支撑机构与所述法兰座之间设置有所述压电式力传感器和所述单片机和蓝牙模块,所述法兰座与所述端帽通过所述螺栓和所述螺母固定连接,并用所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:张海泉齐凯华刘艺晨郭培全
申请(专利权)人:济南大学
类型:新型
国别省市:山东,37

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