一种高速高精度微孔冲孔机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车制造技术领域，属于发动机尾气氧气含量测定装置的制造，具体是指片式氧传感器制造过程中用于陶瓷薄膜冲孔的一种高速高精度微孔冲孔机。
【背景技术】
[0002]目前世界上用于汽车尾气检测的片式氧传感器的市场需求量已发展到每年I亿个以上，单就应用于汽车行业的片式氧传感器的市场份额已达30-50亿元。除了在汽车工业上的应用外，片式氧传感器在家电燃器具行业、医学、气象、国防等领域也有广泛的应用。因此，随着社会的进步和发展，对高性能、低成本的片式氧传感器的需求会越来越多，应用前景会越来越广泛，发展空间非常大。一条片式氧传感器生产线设备需配置两台微孔冲孔机，在未来几年，将有越来越多的企业进行汽车片式氧传感器的生产。片式氧传感器的生产过程中有一工序是对陶瓷薄膜进行微孔冲孔，陶瓷薄膜是指用陶瓷粉料和粘合剂进行分散，然后流延干燥出来的陶瓷粉料占95%以上的一种薄膜，厚度通常在0.05-1.0Omm之间，广泛应用于片式电子元器件的生产，目前国内还没有厂家正式研制用于汽车片式氧传器生产的微孔冲孔设备。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种高速高精度微孔冲孔机。
[0004]本实用新型使用的技术方案如下:
[0005]一种高速高精度微孔冲孔机，其包括基座，以及基座前部安装的升降平台和冲孔模座，在升降平台中设有连接真空通道的通孔，在冲孔模座之上设置冲孔模；在基座的后部，设置Y导轨和Y伺服电机，Y伺服电机连接Y丝杆；在Y导轨的上方，设有可沿Y导轨移动且与Y导轨垂直的X导轨，在X导轨上，设置依次连接的X伺服电机、X丝杆和夹具，夹具可沿X导轨移动，夹具的侧面连接位于升降平台正上方的真空吸板；Y丝杆的另一端与X导轨垂直连接。
[0006]打开Y伺服电机时，Y丝杆转动，可以使Y导轨上的全部部件作前后移动，即可以使X导轨、X伺服电机、X丝杆、夹具和真空吸板，以及真空吸板吸附的陶瓷膜片，沿Y导轨长度方向作前后双向移动。
[0007]打开X伺服电机时，X丝杆转动，可以使X导轨上的夹具和真空吸板，以及真空吸板吸附的陶瓷膜片，作左右移动，即沿X导轨长度方向作左右双向移动，将真空吸板吸附的陶瓷膜片，送入冲孔模座与冲孔模之间，进行冲孔。
[0008]所述冲孔模自上而下分为气缸和冲孔针两部分，在冲孔针下方的冲孔模座上，设有与冲孔针相对应且可容纳冲孔针的通孔，通孔连接真空通道。
[0009]所述真空吸板为口字形，真空吸板的下表面，设有连接真空通道的通孔。
[0010]本实用新型设有适用于陶瓷薄膜的高精度定位系统，其包含有高速伺服系统、两轴精密丝杆及精密导轨。高速伺服系统由伺服驱动器和伺服电机组成，由电脑发送位置指令，伺服系统把接收到的位置指令转换成电机的运转圈数，而通过精密丝杆和精密导轨的转化，把电机的旋转运动换成线性运动，实现X方向及Y方向的两轴直线运动，实现XY双轴的高速定位，把陶瓷薄膜快速定位到冲孔模中进行冲孔，使得冲孔的图形和设置的图形高度一 Sc ο
[0011]本实用新型的全自动上料结构，其包括有含真空通道的升降平台、陶瓷薄膜夹具和真空吸板。其中，升降平台由气缸控制升降，升降平台表面布满气孔并连接真空通道，通过真空吸附使升降平台上的膜片平整，通过升降把平整的陶瓷薄膜送到真空吸板下表面，这时，升降平台的真空通道关闭，同时真空吸板的真空通道打开，陶瓷薄膜自然吸附在真空吸板下表面，实现自动，平整的陶瓷薄膜上料工序。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]I)自动上料结构，使用人工或者机器将陶瓷薄膜放置于升降平台上，打开升降平台真空通道，然后将陶瓷薄膜转移至真空吸板下表面，陶瓷薄膜处于自然、平整的状态，提高冲孔质量及冲孔的成功率，解决了现有技术由于膜片不平整造成冲孔变形或冲孔尺寸超差;
[0014]2)高精度定位系统，高精度的定位系统由电脑控制，使得冲孔图形可控，能按客户要求冲出不同的图形，而且，通过高速伺服系统、精密丝杆及精密导轨的配合，使得冲出的图形精度尚;
[0015]3)由于冲孔质量及冲孔的成功率的提高，扩大了冲孔孔径尺寸，从厚度在0.05-5mm的陶瓷薄膜，进行直径0.1_30_的冲孔，均可顺利完成冲孔作业。
[0016]图1是本实用新型一种尚速尚精度微孔冲孔机不意图。
[0017]图中:1—升降平台，2—真空吸板，3—夹具，4—Y导轨，5—Y伺服电机，6—Y丝杆，7—X导轨，8—X伺服电机，9—X丝杆，10—基座，11 一冲孔模，12 —冲孔模座。
【具体实施方式】
[0018]一种高速高精度微孔冲孔机，在基座前部安装升降平台和冲孔模座，在升降平台中设有连接真空通道的通孔，图1中升降平台表面上的密集小点即为通孔，在冲孔模座之上设置冲孔模，基座的后部，设置Y导轨和Y伺服电机，Y伺服电机连接Y丝杆；在Y导轨的上方，设有可沿Y导轨移动且与Y导轨垂直的X导轨，在X导轨上，设置依次连接的X伺服电机、X丝杆和夹具，夹具可沿X导轨移动，夹具的侧面连接位于升降平台正上方的真空吸板；Y丝杆的另一端与X导轨垂直连接。
[0019]冲孔模自上而下分为气缸和冲孔针两部分，在冲孔针下方的冲孔模座上，设有与冲孔针相对应且可容纳冲孔针的通孔，通孔连接真空通道。真空吸板为口字形，真空吸板的下表面，设有连接真空通道的通孔，图1中通孔不可见。冲孔模对陶瓷薄膜冲孔的范围，就在真空吸板的口字形范围内。
[0020]本实用新型的工作过程:
[0021]1、把待冲孔的陶瓷薄膜放在升降平台上，启动升降平台的真空通道，通过真空吸附使升降平台上的陶瓷薄膜平整，通过升降平台把平整的膜片送到夹具的真空吸板下表面，升降平台的真空通道关闭，真空吸板的真空通道打开，陶瓷薄膜转移至真空吸板下表面，上料工序完成；
[0022]2、伺服系统启动，Y伺服电机和X伺服电机转动，Y丝杆带动X丝杆、夹具、真空吸板和陶瓷薄膜，与此同时，X丝杆带动夹具、真空吸板和陶瓷薄膜，把陶瓷薄膜送到冲孔模中的冲孔针下面，图1中不可见，进行连续冲孔，冲孔图形和尺寸由电脑按设定输出，冲孔产生的陶瓷薄膜小片块和粉尘，落入冲孔模座下面的通孔中，由真空通道吸走；
[0023]3、冲孔完成后，关闭真空吸板的真空通道，陶瓷薄膜落在冲孔模座上，由冲孔模座上的导轨向前输出，真空吸板则回到升降平台正上方，进行第二次作业。
[0024]本实用新型采用精密丝杆和精密导轨组合结构，精密丝杆为滚珠螺杆，特点是具有能微量进给、无游隙高刚性和高速进给等，滚珠螺杆采用GO间隙偏差和C3精度等级。这些特征使得它不但能快速精准的把伺服电机的旋转运动转变为直线运动，而且配合伺服电机的最小转角，以单方向移动使阻尼受力方向一致；使移动距离的最小分辨率能达到10 μm以下。
[0025]本实用新型的高精度定位系统，冲孔过程对陶瓷薄膜的移动速度和振动影响较敏感，本定位系统是采用两套高性能X伺服电机、Y伺服电机，以及滚珠螺杆，实现X-Y两轴直线运动，能快速、准确找到冲孔位置。伺服系统的特点是高速、高精度及高刚性，它采用20位增量式编码器实现低齿槽转矩化，通过用全闭环控制(脉冲或A/B相反馈)和各种自动设定项目(位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数以及惯量比等的实时自动调整)，使伺服电机动作更接近指令、最大限度发挥机械性能，从而使伺服电机运行平稳和避免异常振动。
[0026]陶瓷薄膜夹持方式的设计，采用口字形真空吸板，边缘微孔泄流真空吸附陶瓷薄膜，夹持可靠，在冲孔过程中不易掉落或者松脱。
【主权项】
1.一种高速高精度微孔冲孔机，其特征在于:其包括基座，以及基座前部安装的升降平台和冲孔模座，在升降平台中设有连接真空通道的通孔，在冲孔模座之上设置冲孔模；在基座的后部，设置Y导轨和Y伺服电机，Y伺服电机连接Y丝杆；在Y导轨的上方，设有可沿Y导轨移动且与Y导轨垂直的X导轨，在X导轨上，设置依次连接的X伺服电机、X丝杆和夹具，夹具可沿X导轨移动，夹具的侧面连接位于升降平台正上方的真空吸板；Y丝杆的另一端与X导轨垂直连接。
2.根据权利要求1所述的一种高速高精度微孔冲孔机，其特征在于:所述冲孔模自上而下分为气缸和冲孔针两部分，在冲孔针下方的冲孔模座上，设有与冲孔针相对应且可容纳冲孔针的通孔，通孔连接真空通道。
3.根据权利要求1所述的一种高速高精度微孔冲孔机，其特征在于:所述真空吸板为口字形，真空吸板的下表面，设有连接真空通道的通孔。
【专利摘要】本实用新型涉及汽车制造技术领域的片式氧传感器制造过程中用于陶瓷薄膜冲孔的一种高速高精度微孔冲孔机，包括基座、升降平台、冲孔模座、冲孔模、Y导轨、Y伺服电机、Y丝杆，在升降平台中设有连接真空通道的通孔；在Y导轨的上方，设有可沿Y导轨移动且与Y导轨垂直的X导轨，X导轨上设置依次连接的X伺服电机、X丝杆和夹具，夹具可沿X导轨移动，夹具的侧面连接位于升降平台正上方的口字形真空吸板，Y丝杆的另一端与X导轨垂直连接，本实用新型使陶瓷薄膜在冲孔过程中始终处于自然平整的状态，结合高精度的定位系统，提高了冲孔质量及冲孔的成功率，解决了现有技术由于膜片不平整造成冲孔变形或冲孔尺寸超差。
【IPC分类】B28D1-26, B28D7-00
【公开号】CN204354322
【申请号】CN201420854234
【发明人】梁耀国, 梁国衡, 何海华, 莫祥勇, 邓凤霞
【申请人】肇庆市宏华电子科技有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月30日