飞轮内孔加工调节定位方法及飞轮轴孔加工装夹系统与流程

1.本发明涉及加工夹具技术领域，更具体地说，涉及一种飞轮内孔加工调节定位方法。此外，还涉及一种飞轮轴孔加工装夹系统。


背景技术：

2.现有技术中，飞轮是多种装置的重要零部件，普遍通过锻造产生飞轮的基本轮廓，飞轮内圈的轴安装孔需要借助金属镗床进行镗孔，以使飞轮达到装置的安装精度。在加工前期，需要借助仪表对飞轮的外圈平面度进行测量，以保证飞轮内圈的镗孔的同轴度，该过程还需要配合手动调节螺纹才能得以实现，因此，飞轮的加工精度很大程度取决于工人的经验和熟练程度，也即无法保证飞轮的装夹效率和加工精度。
3.综上所述，如何提高飞轮的装夹效率和加工精度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的是提供一种飞轮内孔加工调节定位方法，其可有效提高飞轮的装夹效率和加工精度。
5.本发明的另一目的是提供一种飞轮轴孔加工装夹系统，其可有效确保飞轮的装夹效率和加工精度。
6.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种飞轮内孔加工调节定位方法，应用于飞轮轴孔加工装夹装置，所述飞轮轴孔加工装夹装置包括至少两组、沿飞轮的外周部等间隔设置的装夹组件，其中，所述装夹组件的顶部用于抵接所述飞轮上端，所述装夹组件的底部用于支撑所述飞轮下端；
8.所述飞轮内孔加工调节定位方法包括：
9.测量每组所述装夹组件的顶部与其底部之间的距离，设定每组所述装夹组件的组号为1、2、...n，每次测量的距离为di1、di2、...din，初始距离时i＝0；
10.选择最小距离值d＝min(di1，di2，...din)，以此作为基准值；
11.计算每组的距离差值∣d-di1∣，∣d-di2∣，...∣d-din∣，并根据所述距离差值控制各个所述顶部下移，直至各所述顶部均无法下移或各所述距离差值均小于等于预设差值，则停止各所述顶部的下移；
12.若所述飞轮位置变动，则返回至测量每组所述装夹组件的顶部与其底部之间的距离的步骤。
13.一种飞轮轴孔加工装夹系统，包括飞轮轴孔加工装夹装置，所述飞轮轴孔加工装夹装置包括至少两组、沿飞轮的外周部等间隔设置的装夹组件，其中，所述装夹组件的顶部用于抵接所述飞轮上端，所述装夹组件的底部用于支撑所述飞轮下端；
14.还包括：
15.检测装置，用于测量每组所述装夹组件的顶部与其底部之间的距离，每组所述装
夹组件的组号为1、2、...n，每次测量的距离为di1、di2、...din，初始距离时i＝0；
16.控制装置，所述装夹组件和所述检测装置均与所述控制装置连接，所述控制装置用于选择最小距离值d＝min(di1，di2，...din)、计算每组的距离差值∣d-di1∣，∣d-di2∣，...∣d-din∣、根据所述距离差值控制各所述装夹组件的顶部下移。
17.优选的，所述装夹组件包括用于支撑所述飞轮底部的底托、设于所述底托上的定位组件、垂直设于所述定位组件上的丝杠以及可沿所述丝杠升降移动的夹持组件；
18.所述定位组件沿所述飞轮的外周部均匀分布，所述夹持组件的底部用于抵接所述飞轮的顶部，所述夹持组件和所述控制装置连接。
19.优选的，所述夹持组件包括驱动电机、用于固定所述驱动电机的电机固定板、皮带轮传动箱以及齿轮传动箱组件，所述电机固定板、所述皮带轮传动箱以及所述齿轮传动箱组件由上至下平行设置，所述驱动电机和所述控制装置连接；
20.所述皮带轮传动箱包括与所述驱动电机的输出轴连接的主动带轮、从动带轮以及绕设于所述主动带轮和所述从动带轮的外周部的传动皮带；
21.所述齿轮传动箱组件包括设于所述主动带轮下方的主动轮、设于所述从动带轮下方的从动轮以及与所述主动轮和所述从动轮均啮合的驱动轮，所述驱动轮套设于所述丝杠的外周部。
22.优选的，所述主动轮和所述从动轮之间设有第一丝杠孔，所述驱动轮上设有轮齿、外圈螺纹以及内圈螺纹，所述轮齿用于与所述主动轮和所述从动轮相啮合，所述外圈螺纹嵌设于所述第一丝杠孔内，所述内圈螺纹套设于所述丝杠外。
23.优选的，所述定位组件包括至少两个均匀分布的定位块，所述定位块设有可穿过所述丝杠的第二丝杠孔。
24.优选的，所述检测装置为用于测量所述夹持组件沿所述丝杠的移动距离的红外测距仪，所述红外测距仪和所述控制装置连接。
25.优选的，所述底托设有用于卡接所述定位组件的卡槽。
26.优选的，所述底托设有用于支撑所述飞轮的环状圆槽。
27.优选的，所述底托设有用于与机床工作台连接的支撑架。
28.在使用本发明所提供的飞轮内孔加工调节定位方法时，通过测量和调节每组装夹组件的顶部与其底部的距离，也即分别测量和调节每组装夹组件与夹持面之间的夹紧程度，以确保夹持面装夹在同一平面上，进而实现装夹操作的自动控制、有效提高装夹精度。并且，本技术通过利用多组距离差值为调节依据、以控制装夹组件的顶部进行升降操作，使得装夹组件的顶部夹紧飞轮，其是采用了距离参数循环迭代控制方法，实现了装夹组件的微调控制，避免了人工操作方式或操作精度低而影响飞轮的加工精度。
29.综上所述，通过使用本发明所提供的飞轮内孔加工调节定位方法，可有效提高飞轮的装夹效率和加工精度。
30.此外，本发明还提供了一种飞轮轴孔加工装夹系统，其可有效确保飞轮的装夹效率和加工精度。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
32.图1为本发明所提供的飞轮内孔加工调节定位方法的流程示意图；
33.图2为本发明所提供的飞轮轴孔加工自动装夹装置的结构示意图；
34.图3为夹持组件的结构示意图；
35.图4为主动带轮和从动带轮的结构示意图；
36.图5为飞轮的结构示意图；
37.图6为定位组件的结构示意图；
38.图7为底托的结构示意图；
39.图8为驱动轮的结构示意图。
40.图1-图8中：
41.1为飞轮、2为底托、3为定位组件、4为丝杠、5为夹持组件、6为驱动电机、7为电机固定板、8为皮带轮传动箱、9齿轮传动箱组件、10为主动带轮、11为从动带轮、12为传动皮带、13为主动轮、14为从动轮、15为驱动轮、16为第一丝杠孔、17为轮齿、18为外圈螺纹、19为内圈螺纹、20为定位块、21为第二丝杠孔、22为红外测距仪、23为卡槽、24为环状圆槽、25为支撑架、26为固定板安装孔、27为皮带轮安装孔、28为固定板安装柱、29为夹持面、30为待加工面。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本发明的核心是提供一种飞轮内孔加工调节定位方法，其可有效提高飞轮的装夹效率和加工精度。本发明的另一核心是提供一种飞轮轴孔加工装夹系统，其可有效提高飞轮的装夹效率和加工精度。
44.请参考图1至图8。
45.本具体实施例提供了一种飞轮内孔加工调节定位方法，应用于飞轮轴孔加工装夹装置，飞轮轴孔加工装夹装置包括至少两组、沿飞轮1的外周部等间隔设置的装夹组件，其中，装夹组件的顶部用于抵接飞轮1上端，装夹组件的底部用于支撑飞轮1下端；
46.飞轮内孔加工调节定位方法包括：
47.步骤s1：测量每组装夹组件的顶部与其底部之间的距离，设定每组装夹组件的组号为1、2、...n，每次测量的距离为di1、di2、...din，初始距离时i＝0；
48.步骤s2：选择最小距离值d＝min(di1，di2，...din)，以此作为基准值；
49.步骤s3：计算每组的距离差值∣d-di1∣，∣d-di2∣，...∣d-din∣，并根据距离差值控制各个顶部下移，直至各顶部均无法下移或各距离差值均小于等于预设差值，则停止各顶部的下移；
50.步骤s4：若飞轮1位置变动，则返回至测量每组装夹组件的顶部与其底部之间的距
离的步骤。
51.需要说明的是，飞轮包括夹持面29和待加工面30，在使用本发明所提供的飞轮内孔加工调节定位方法时，通过测量和调节每组装夹组件的顶部与其底部的距离，也即分别测量和调节每组装夹组件与夹持面29之间的夹紧程度，以确保夹持面29装夹在同一平面上，进而实现装夹操作的自动控制、有效提高装夹精度。并且，本技术通过利用多组距离差值为调节依据、以控制装夹组件的顶部进行升降操作，使得装夹组件的顶部夹紧飞轮，其是采用了距离参数循环迭代控制方法，实现了装夹组件的微调控制，避免了人工操作方式或操作精度低而影响飞轮1的加工精度。最终，可保证夹持面29的平面度被控制在允许误差内，间接保证待加工面30与夹持面29的同轴度关系。
52.综上所述，通过使用本发明所提供的飞轮内孔加工调节定位方法，可有效提高飞轮1的装夹效率和加工精度。
53.除了上述的飞轮内孔加工调节定位方法，本发明还提供一种飞轮轴孔加工装夹系统，该飞轮轴孔加工装夹系统的其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。飞轮轴孔加工装夹系统包括飞轮轴孔加工装夹装置，飞轮轴孔加工装夹装置包括至少两组、沿飞轮1的外周部等间隔设置的装夹组件，其中，装夹组件的顶部用于抵接飞轮1上端，装夹组件的底部用于支撑飞轮1下端；
54.还包括：
55.检测装置，用于测量每组装夹组件的顶部与其底部之间的距离，每组装夹组件的组号为1、2、...n，每次测量的距离为di1、di2、...din，初始距离时i＝0；
56.控制装置，装夹组件和检测装置均与控制装置连接，控制装置用于选择最小距离值d＝min(di1，di2，...din)、计算每组的距离差值∣d-di1∣，∣d-di2∣，...∣d-din∣、根据距离差值控制各装夹组件的顶部下移。
57.为了说明飞轮轴孔加工装夹系统的使用方法，可以在飞轮1的外周部均匀设定四组装夹组件，装夹组件的组号分别为1、2、3和4；每组装夹组件的顶部与其底部的距离为di1、di2、di3、di4，初始状态下i＝0；
58.1、测量每组装夹组件的顶部与其底部的距离，分别标记为d01、d02、d03、d04；
59.2、选择最小距离值d＝min(d1，d2，d3，d4)，以最小距离值d作为基准值，再计算每组距离差值∣d-d01∣，∣d-d02∣，∣d-d03∣，∣d-d04∣；
60.3、将距离差值反馈给控制装置，控制装置可控制其余三组装夹组件的顶部下移；
61.4、判断是否具有装夹组件的顶部无法移动的情况，若是，则以该顶部的距离值作为标准值，调节其余三组顶部的运动，直至所有顶部均无法下移或移动距离误差小于等于0.05mm时，则结束顶部下移操作；否则，进行到下一步；
62.5、使用过程中可调节飞轮1的位置，而后，需要重新测量每组装夹组件的顶部与其底部的距离，并使距离的下标标记i＝1，再跳至步骤2进行循环控制，以微调装夹组件的顶部进行运动；
63.6、结束装夹组件的移动控制。
64.在上述实施例的基础上，优选的，装夹组件包括用于支撑飞轮1底部的底托2、设于底托2上的定位组件3、垂直设于定位组件3上的丝杠4以及可沿丝杠4升降移动的夹持组件5；定位组件3沿飞轮1的外周部均匀分布，夹持组件5的底部用于抵接飞轮1的顶部，夹持组
件5和控制装置连接。以使飞轮1的夹持面29被均匀分布的夹持组件5抵接，以确保夹持面29的平整度，从而保证飞轮1的待加工面30平整同轴，有利于提高飞轮1的加工精度。
65.优选的，夹持组件5包括驱动电机6、用于固定驱动电机6的电机固定板7、皮带轮传动箱8以及齿轮传动箱组件9，电机固定板7、皮带轮传动箱8以及齿轮传动箱组件9由上至下平行设置，驱动电机6和控制装置连接；皮带轮传动箱8包括与驱动电机6的输出轴连接的主动带轮10、从动带轮11以及绕设于主动带轮10和从动带轮11的外周部的传动皮带12；齿轮传动箱组件9包括设于主动带轮10下方的主动轮13、设于从动带轮11下方的从动轮14以及与主动轮13和从动轮14均啮合的驱动轮15，驱动轮15套设于丝杠4的外周部。
66.需要说明的是，驱动电机6安装在电机固定板7中，电机固定板7上设有多个固定板安装孔26，固定板安装孔26用于固定电机固定板7，也即固定板安装孔26与皮带轮传动箱8之间可设置固定板安装柱28，皮带轮传动箱8上设置多个皮带轮安装孔27，以通过皮带轮安装孔27固定安装于齿轮传动箱组件9上，以使电机固定板7、皮带轮传动箱8以及齿轮传动箱组件9由上至下平行设置。
67.还需要说明的是，当控制装置控制驱动电机6运行时，驱动电机6可驱动主动带轮10转动，主动带轮10可通过传动皮带12驱动从动带轮11转动，安装于主动带轮10下端的主动轮13和安装于从动带轮11下端的从动轮14会随着同步转动，与此同时，位于主动轮13和从动轮14之间的驱动轮15可被驱动转动。驱动轮15内孔设有螺纹，且驱动轮15套设于丝杠4的外周部，在螺纹作用下可带动夹持组件5沿着丝杠4上下运动，以使多组夹持组件5同时进行微调，保证飞轮1的夹持面29平整，从而保证飞轮1的待加工面30内圈孔的同轴度。而且，本装置采用主动轮13驱动皮带，同时驱动两个齿轮运动的方式，以实现对中间的驱动轮15驱动，这种行星齿轮驱动方式可增强驱动轮15的刚性和转动平衡效果。
68.优选的，主动轮13和从动轮14之间设有第一丝杠孔16，驱动轮15上设有轮齿17、外圈螺纹18以及内圈螺纹19，轮齿17用于与主动轮13和从动轮14相啮合，外圈螺纹18嵌设于第一丝杠孔16内，内圈螺纹19套设于丝杠4外，驱动轮15的结构如图8所示。外圈螺纹18可安装在第一丝杠孔16的轴承中，内圈螺纹19可安装在丝杠4上，且轮齿17的两侧分别与主动轮13、从动轮14相啮合。
69.优选的，定位组件3包括至少两个均匀分布的定位块20，定位块20上设有可穿过丝杠4的第二丝杠孔21。第二丝杠孔21用于安装丝杠4，可以在底托2上均匀设置四个定位块20，以使飞轮1的四周均被夹持组件5有效抵接，以提高飞轮1的夹持面29的平整度。
70.优选的，检测装置为用于测量夹持组件5沿丝杠4移动的距离的红外测距仪22，红外测距仪22和控制装置连接，以使控制装置及时接收各个夹持组件5的移动情况，以确保各夹持组件5同步移动，确保飞轮1的夹持面29的平整度。
71.优选的，底托2设有用于卡接定位组件3的卡槽23。因此，可以将定位块20直接安装在底托2的卡槽23内，组装过程方便且简单快速。
72.优选的，底托2设有用于支撑飞轮1的环状圆槽24，环状圆槽24可有效支撑飞轮1的周部，避免飞轮1倾斜，有利于保证飞轮1平稳放置。
73.优选的，底托2设有用于与机床工作台连接的支撑架25，可以将支撑架25设置为十字架结构，以便于支撑架25安装在机床工作台上。
74.为了进一步说明本发明所提供的飞轮轴孔加工自动装夹装置的使用过程，接下来
进行举例说明。
75.当需要进行飞轮1加工操作时，首先，可以将底托2安装在镗床工作台上，再将飞轮1放置在底托2上，并通过卡槽23安装定位块20，定位块20上的红外测距仪22可测量定位块20与夹持组件5之间的距离，而后，控制装置可控制驱动电机6运行，驱动电机6可驱动主动带轮10转动，主动带轮10可通过传动皮带12驱动从动带轮11转动，安装于主动带轮10下端的主动轮13和安装于从动带轮11下端的从动轮14可随着同步转动，与此同时，位于主动轮13和从动轮14之间的驱动轮15可啮合转动，由于驱动轮15内孔的螺纹作用可带动夹持组件5沿着丝杠4上下运动，以对多组夹持组件5同时进行测距和微调操作，以保证飞轮1的夹持力面的平面度，从而保证飞轮1的待加工面30内圈孔的同轴度。
76.本装置通过多组红外测距仪22的测距数据实现了多组夹持组件5的微调运动，保证了待加工面30的平面度，从而间接保证了待加工面30内圈孔的同轴度。而且，本装置采用主动轮13驱动皮带，同时驱动两个齿轮运动的方式，以实现对中间的驱动轮15驱动，这种行星齿轮驱动方式可增强驱动轮15的刚性和转动平衡效果。此外，本装置的夹持动作可通过控制装置进行自动化控制，减少了人工干预过程中的误差，有利于提高飞轮1的加工质量和加工效率。
77.需要进行说明的是，本技术文件中提到的第一丝杠孔和第二丝杠孔，其中，第一和第二只是为了区分位置的不同，并没有先后顺序之分。
78.另外，还需要说明的是，本技术的“上”、“下”等指示的方位或位置关系，是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述和便于理解，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
79.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。
80.以上对本发明所提供的飞轮内孔加工调节定位方法及飞轮轴孔加工装夹系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。