全自动高精度大长径比轴杆类C型自动校直机的制作方法

本发明属于轴杆类零件校直机构，尤其涉及一种全自动高精度大长径比轴杆类c型自动校直机。

背景技术：

1、在现代制造业中，以高端数控机床滚珠丝杠为代表的大长径比轴杆类零件，因其在粗加工、热处理及后续工序中极易产生弯曲变形，对其直线度的精密校直已成为制约产品性能与装配精度的关键工艺环节。现有的校直工艺基于金属塑性变形理论，通过主动加载使工件产生与误差方向相反的塑性变形，并利用其卸载后的残余变形抵消原始误差，从而实现校直。然而，面对精密轴件日益严苛的直线度要求（通常需达到微米级），现有校直设备普遍暴露出校直精度不足、效率偏低、测量存在盲区及自动化程度不高等问题，难以满足高端装备的装配一致性与可靠性需求。

2、针对上述难题，申请号为cn202410702528.7的中国发明专利申请公开了一种滚珠丝杠自动校直机。其技术方案主要包括：底座、机架横梁、可沿底座轴向移动的c型架、安装于c型架上部的双压头机构、包含双支撑件的支撑机构、由多个测片测量装置轴向排列构成的测量机构，以及包含两个工件旋转驱动装置的双旋转驱动机构。该方案通过将双支撑与双压头集成于移动的c型架上，旨在实现校直位置的精确定位，并期望通过调整压头与支撑间距来适应不同弯曲跨距，从而提高校直效率。

3、然而，该现有技术方案在实际应用中仍存在以下显著不足：

4、1. 测片多采用固定均布方式安装于机架横梁，轴向位置无法独立调节，对于大长径比工件，固定测点布局易在工件轴向形成大面积测量盲区，无法完整捕获工件在全长范围内的真实弯曲形变数据，直接导致校直基准不完整，难以保障工件全长直线度的精确控制。

5、2. 设备两端缺乏主动式上料承接与导向结构，当c型架偏离整机中心时，工件上料对位完全依赖人工经验，不仅操作难度大，且工件易出现偏心放置，进而引发掉落、磕碰等安全风险，严重影响上下料节拍与自动化作业的顺畅性。

6、3. 针对不同长度规格的工件，其旋转驱动机构需人工手动移位调节，由于该调节行程常需跨越多个测量单元，操作步骤繁琐、定位精度低，导致工件换型调试时间过长，无法适应多品种、小批量的柔性生产需求。

7、4. 在校直加载与卸载过程中，工件两端易产生显著的向上翘曲变形，当压头抬升卸力后，工件端部快速回落，对两侧旋转驱动机构的滚轮产生持续性剧烈冲击。这种冲击不仅加速滚轮磨损，更关键的是会破坏滚轮的回转精度，从而直接影响后续测量与校直工序的重复定位精度和稳定性。

8、5. 整机配置的测量单元数量较多，其测点位置调整仍依赖人工逐一操作，该方式不仅劳动强度大，且引入的人为定位误差显著，导致实际测点位置偏离理论测点，直接降低了校直加工的效率与校正结果的一致性。

9、6. 整机作业流程仍高度依赖人工完成工件上下料及部分参数调整，不仅劳动强度大、作业效率低，而且人工介入环节增加了工件磕碰及人员夹伤等安全生产隐患，难以构建连续、稳定、智能的自动化生产线。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明创造旨在提供一种全自动高精度大长径比轴杆类c型自动校直机，其主机模组、加载机构、旋转驱动机构及测量机构均独立驱动控制，各机构可沿底座长度方向移动并实现定位，实现从上料、检测、校直到下料的全流程自动化作业，显著提升设备的自动化水平与连续化批量生产能力。

2、为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

3、一种全自动高精度大长径比轴杆类c型自动校直机，包括：

4、底座；

5、主机模组，主机模组包括c型主机框架，c型主机框架滑动设置于底座上，并沿着底座的长度方向移动；

6、加载机构，加载机构设置于c型主机框架上，加载机构包括横梁和两组压头，横梁沿着自身高度方向升降地设置于c型主机框架上，两组压头分别移动地设置于横梁上，两组压头沿着横梁的长度方向靠近或远离，两组压头用于对工件施加校直力；

7、工装机构，工装机构设置于c型主机框架上、并位于横梁的下方，工装机构包括台板和两组支撑辊，两组支撑辊沿台板的长度方向靠近或远离，两组支撑辊用于支撑工件；

8、旋转驱动机构，旋转驱动机构滑动设置于底座上并位于台板两侧，旋转驱动机构包括驱动装置和升降装置，驱动装置用于驱动工件旋转，升降装置用于带动驱动装置升降；

9、测量机构，测量机构设置于底座上，测量机构包括至少一组沿工件轴向分布的测量模组和测量调整装置，测量调整装置沿底座的长度方向移动，用于驱动测量模组沿工件轴向移动，测量模组用于在旋转驱动机构驱动工件旋转时，采集工件表面的径向跳动数据；

10、上下料机构设置于底座的前侧，用于工件的上料和下料。

11、进一步的，主机模组还包括第一伺服电机、第一减速机、第一安装板和第一齿轮，第一伺服电机设置于c型主机框架内，第一减速机的输入端与第一伺服电机的输出端连接，第一减速机安装在第一安装板上，第一安装板安装于c型主机框架内，第一齿轮安装于第一减速机的输出端，第一齿轮与底座顶面上的第一齿条啮合连接。主机模组能够沿着第一齿条的长度方向移动，移动范围可完全覆盖工件全长，实现校直作业零盲区。

12、进一步的，加载机构还包括第二伺服电机、第二减速机、第二安装板、第一滚珠丝杠和第一丝杠螺母座，第二伺服电机的输出端通过第二减速机带动第一滚珠丝杠转动，第二减速机安装于第二安装板上，第二安装板安装在c型主机框架内，第一滚珠丝杠设置于c型主机框架内，第一丝杠螺母座与横梁连接，第一滚珠丝杠通过与其螺纹连接的第一丝杠螺母座驱动横梁升降；

13、加载机构还包括第三伺服电机、第三减速机、第二主动齿形带轮、第三安装板、第二从动齿形带轮、第二齿形带、压头座和连接板，第三伺服电机的输出端通过第三减速机带动第二主动齿形带轮转动，第三减速机安装在第三安装板上，第三安装板安装于横梁的一个端面上，第二从动齿形带轮通过第一轴承座安装于横梁的另一个端面上，第二从动齿形带轮通过第二齿形带与第二主动齿形带轮连接，每组压头均安装在对应的压头座上，压头为摆动压头，两个压头座分别通过连接板与第二齿形带连接，第二齿形带带动两个压头座沿着横梁的长度方向靠近或远离；

14、加载机构还包括第一直线导轨，两个第一直线导轨设置在横梁前后两个侧面上，两个压头座顶部与两个第一直线导轨滑动连接，两个压头座在第二齿形带带动下沿着第一直线导轨的长度方向移动。

15、进一步的，工装机构还包括第四伺服电机、第四减速机、第四安装板、第三主动齿形带轮、第三从动齿形带轮、第三齿形带和第二齿形带压板，第四伺服电机通过第四减速机带动第三主动齿形带轮转动，第四减速机安装在第四安装板上，第四安装板固定在c型主机框架上，第三主动齿形带轮通过第三齿形带与第三从动齿形带轮连接，第三主动齿形带轮和第三从动齿形带轮分别位于台板的内侧，第三齿形带分别与两组支撑辊连接，第二齿形带压板设置于第三齿形带下方、并与其滑动连接，第三齿形带带动两组支撑辊沿着台板的顶面相靠近或远离，第三从动齿形带轮安装于第二轴承座上，第二轴承座安装于c型主机框架上。

16、进一步的，旋转驱动机构还包括移动端基座、第五伺服电机、第五减速机、主动齿轮和第二直线导轨，升降装置安装于移动端基座的顶面上，驱动装置安装于升降装置上，第五伺服电机和第五减速机均安装于移动端基座内，主动齿轮与第五减速机的输出端连接、并位于移动端基座的外侧，主动齿轮与底座上远离移动端基座侧面上第二齿条啮合连接，第五伺服电机通过第五减速机驱动主动齿轮转动，驱使移动端基座沿着第二齿条的长度方向移动，以适用于不同长度的工件，第二直线导轨设置在移动端基座的顶面靠近工件的一侧。

17、进一步的，升降装置包括升降固定座、第六伺服电机、第六减速机、主动带轮、同步带、从动带轮、第二滚珠丝杠、升降板和第三直线导轨，升降固定座安装于移动端基座的顶面上，第六伺服电机和第六减速机安装在升降固定座上远离工件的侧面上，第六伺服电机通过第六减速机驱动主动带轮转动，主动带轮通过同步带带动从动带轮转动，从动带轮驱动第二滚珠丝杠转动，第二滚珠丝杠上的丝杠座与升降板连接，升降板还与第三直线导轨滑动连接，第三直线导轨和第二滚珠丝杠平行的设置于升降固定座上靠近工件的侧面上。

18、进一步的，驱动装置包括驱动基板、滚轮和顶尖，驱动基板的一端安装在升降板上，两个滚轮对称且转动地设置在驱动基板上靠近工件的侧面上，两个顶尖分别安装在滚轮的外侧、且顶尖能够与对应的滚轮同步转动，顶尖的轴线与对应的滚轮的轴线相同。

19、进一步的，还包括辅助支撑机构，辅助支撑机构包括第一气缸、气缸销轴、辅助支撑架和辅助v型块，第一气缸设置在移动端基座的顶部一侧，第一气缸的输出端通过气缸销轴与辅助支撑架的一端连接，辅助支撑架为l型结构，竖直部的底端与气缸销轴连接，水平部的端部与辅助v型块连接，辅助支撑架的竖直部与第二直线导轨滑动连接，辅助v型块用于辅助支撑工件。

20、进一步的，测量机构还包括测量立柱、支撑板、第四直线导轨和测量底板，至少两个测量立柱固定在底座的顶面上，支撑板固定在至少两个测量立柱的顶端，第四直线导轨设置于支撑板的顶面上，测量底板沿着第四直线导轨的长度方向移动，测量模组与测量底板的数目相同、且测量模组安装在对应的测量底板顶面，测量调整装置沿着底座顶面上的第五直线导轨移动，第五直线导轨与第一齿条平行设置；

21、测量调整装置包括测量调节底板、第一竖板、第二竖板、第七伺服电机、第七减速机、第二齿轮、第二气缸、第一滑板、调整销和第六直线导轨，测量调节底板与第五直线导轨滑动连接，第一竖板安装在测量调节底板一端的顶面上，第二竖板安装在测量调节底板另一端的底面上，第七伺服电机通过第七减速机驱动第二齿轮转动，第二齿轮与底座上的第三齿条啮合连接，第七减速机通过第七安装板安装于第二竖板上；第二气缸通过气缸座安装于第一竖板的底部，第二气缸的输出端与第一滑板的底端连接，第一滑板的顶端与调整销连接，第一滑板与第六直线导轨滑动连接，第六直线导轨安装在第一竖板上；

22、测量模组包括测量架、杠杆、中心轴、支杆、测量平板、第二滑板、传感器、支架和拉伸弹簧，测量架安装在测量底板上，杠杆通过中心轴安装在测量架的顶部，杠杆绕中心轴摆动，支杆的中部与杠杆上靠近工件的一端连接，测量平板的一端与支杆的顶端连接，第二滑板安装在杠杆的另一端，支架的一端安装在测量架上，传感器安装在支架上远离测量架的端部，杠杆和支架之间设置有拉伸弹簧，拉伸弹簧位于第二滑板的内侧，在拉伸弹簧的作用下传感器的检测端与第二滑板相接触。

23、进一步的，上下料机构包括轨道、料架、机械臂、抓钩、支撑梁、第七直线导轨和滑动座，轨道设置于底座前侧地面上，两个料架对称设置在轨道上、并沿着轨道的长度方向靠近或远离，料架的顶部设置有支撑梁，第七直线导轨设置于支撑梁的一侧，滑动座77与第七直线导轨滑动连接；机械臂沿着滑动座高度方向移动，抓钩安装于机械臂的底端。

24、与现有技术相比，本发明创造能够取得如下有益效果：

25、（1）本发明创造的主机模组沿底座的长度方向移动，移动范围完全覆盖工件全长；旋转驱动机构能够实现轴向任意位置调节，可适配任意长度规格的工件；彻底消除了校直作业的测量与加载盲区，确保了工件全长范围内的直线度控制精度，尤其适用于大长径比轴杆类零件的精密校直需求。

26、（2）本发明创造的加载机构采用双压头结构，双压头随主机模组同步移动至工件弯曲位，且双压头间距可调控，根据工件具体弯曲程度匹配压距，该结构将传统三点弯校直优化为四点弯校直，有效避免了工件在校直过程中产生急弯、变形、压痕等缺陷。同时，由于压距可随弯曲情况实时优化，单次校直效果最大化，显著减少了校直次数和工作节拍，在保证校直质量的前提下大幅提升了校直效率。

27、（3）本发明创造的旋转驱动机构集成顶尖驱动与滚轮驱动两种模式，可根据工件形状和工艺要求自动切换夹持或托举方式；驱动装置通过升降装置上下调节，适配不同直径工件时，无需人工更换支撑块，即可使顶尖精准对准顶尖孔或使滚轮到达托举位置，实现了免工装换型、免调试的自动化切换，大幅缩短了换型时间，降低了操作人员技能要求。

28、（4）本发明创造的工装机构随主机模组同步移动，两组支撑辊根据工件弯曲情况调整支撑跨距，支撑定位精度更高、响应更快，进一步提升了校直过程的稳定性与一致性。

29、（5）本发明创造在旋转驱动机构一侧配备辅助支撑机构，工件上料时起到辅助接件作用，避免工件因偏心放置而掉落；校直过程中工件两端回落时优先接触辅助支撑，而非直接撞击滚轮，有效防止了滚轮受到冲击而影响回转精度，延长了滚轮及驱动部件的使用寿命，降低了设备维护成本。

30、（6）本发明创造配备多组测量机构，测量调整装置沿工件轴向自由移动，测量范围覆盖工件全长，彻底消除了测量盲区。测量机构支持单组独立调整，工件换型时可自动定位测量点，无需人工逐个调整；根据实时测量结果闭环反馈，控制压头移动至弯曲点并优化下压量，实现了单次校直效果最大化，有效减少了校直次数，大幅提升了校直效率。

31、（7）本发明创造采用机械臂与料架一体化集成结构，料架采用多层多料道布局，空间利用率高且可根据生产需求灵活拓展，机械臂自动完成工件取料、上料、下料全流程转运作业，实现了整机全流程自动化，不仅减少了人工投入、降低了用工成本，提升了设备连续化批量生产效率，还有效规避了人工上下料过程中工件磕碰、人员夹伤等安全生产隐患。