[实用新型]恒定接触压力控制装置

说明书

本实用新型涉及对接触压力有要求的机械加工和测量领域，尤其是涉及一种可控制恒定接触压力的装置。

在机械加工和测量中，有时需要对表面接触压力进行准确的控制。如模具形面抛光是许多模具生产的一道必不可少的工序，由于形腔表面多为三维曲面，形状复杂，虽然有超声波抛光装置，但效果往往达不到要求，因此对于要求较高的模具，抛光多以手工完成。对于机械抛光，要达到理想的均匀效果，保持恒定的抛光压力是必须的。在现有技术中，控制表面接触压力的方式是通过气动或液压驱动。气动存在着气压源噪音较大的缺点，而液压驱动则存在着渗漏污染的问题。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，而提供一种结构简单，精度高的恒定接触压力控制装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种恒定接触压力控制装置，包括压力位置信号读出单元和驱动单元，所述驱动单元包括传动机构、电机和电机控制单元，其特征在于，所述压力位置信号读出单元包括压杆，固定在压杆一端的压力弹簧，和压杆位置传感器；所述位置传感器将压杆的位置信号输入电机控制单元，通过电机驱动传动机构，从而通过传动机构带动压杆移动。

在弹性限度内，由于压力弹簧的压缩量与接触压力成线性关系，因此，可以将接触压力换算成弹簧的压缩量和压杆的位置，并通过控制压杆的位置来实现准确控制接触压力的目的。

实施本实用新型的恒定接触压力控制装置，利用压力弹簧和位置传感器来准确测知接触压力，并通过驱动机构控制压杆的位置，从而达到保持恒定接触压力的目的，结构简单，容易操作，可广泛地应用于机械加工和测量领域。

下面结合附图和实施例，进一步说明本实用新型的结构和特点，附图中：

图1是本实用新型恒定接触压力控制装置的一个实施例的结构示意图；

图2是图1所示的恒定接触压力控制装置的部分放大示意图。

如图1和图2所示，在本实用新型的一个实施例中，恒定接触压力控制装置包括压力位置信号读出单元和驱动单元。

压力位置信号读出单元包括压杆1、压杆导套2、压力弹簧4和高精度压杆位置传感器3。压杆导套2为上端封闭，下端开口的圆柱形空腔。压杆1、压力弹簧4和高精度压杆位置传感器3均设置在压杆导套2的内部。其中，压力弹簧4的上端固定在压杆导套2的内上端，压力弹簧4的下端与压杆1的上端相固定；压杆导套2的下端螺设有堵头21，堵头21设有适合压杆1穿过的中心孔22，中心孔22内壁设有线性轴承，以便于压杆1沿Z向滑动。压杆1下端头部安装抛光头用来对零件表面进行抛光。位置传感器3采用高精度的光学电子尺(商品件)，电子尺包括固定部分和运动部分，其中的运动部分固定安装在压杆1上，固定部分固定安装在压杆导套2的内壁，这样，就可以通过位置传感器3精确地测知压杆1相对于压杆导套2的位移情况。

驱动单元包括螺母螺杆运动副、电机6和电机控制单元7。电机6采用步进电机，固定安装在机架上，电机6的转轴与螺母螺杆运动副的螺杆51相固定，螺母螺杆运动副的螺母52与压杆导套2的外上端相固定，而压杆导套2的外壁设有竖槽，与固定在机架上的导向键8相配合，这样，当固定在电机6上的螺杆51转动时，通过螺母螺杆副的传动作用和导向键8的导向作用，就可以使压杆导套2上下移动。

本实用新型的工作原理是：压杆1在接触压力F的作用下向内压缩弹簧4，位置传感器3测量出压杆1的位置，从而换算出弹簧的压缩量和轴向(竖直方向)接触压力F。当接触压力符合设定值时，电机6不工作；当接触压力大于(或小于)设定值时，位置传感器3给出位置的变化信号，将该信号反馈给电机驱动单元7，电机6通过螺母螺杆副带动压力位置信号读出单元向上(或向下)移动，从而使接触压力恢复到设定值。