专利名称：钢琴弦轴衬圈自动压入机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钢琴弦轴衬圈自动压入机。
背景技术：
钢琴弦轴衬圈是钢琴中用来固定弦轴的重要部件，它是一段带孔的圆木(俗称木粒)，一般直径为10.5 10.8mm,长度为7.8 10.5mm,因铁板铸造的厚薄偏差而选用不同尺寸的弦轴衬圈。钢琴弦轴衬圈压装在铁板弦轴孔(直径10，数量220个)中，钻弦轴孔后，将弦轴压入弦轴衬圈内，与弦轴衬圈过盈配合。在将弦轴衬圈压入弦轴孔的传统工艺中，一般是先通过人工将圆木压入弦轴孔内(栽木粒)，再在圆木上打孔形成弦轴衬圈。由于铁板弦轴区板面在铸造时厚度一般保证在8 IOmm范围，需要根据弦轴板的实际厚度选择合适的弦轴衬圈。传统工艺栽木粒均为人工铁锤砸入，包括以下缺点:1、铁锤击偏时容易损伤铁板的油漆；2、噪声大，一般为90分贝以上；3、劳动强度大，工作效率低，砸入一个木粒一般需要13 15min。4、精确度低，难以保证产品质量。钢琴生产厂一直以来希望用机器代替人工。而用机器代替人工需要解决以下几个难题:1、弦轴孔的位置因有效弦长需优先保证，故其位置会在一定范围内变动(约2mm以内)，往往会出现压入弦轴孔的弦轴衬圈的中心位置与弦轴孔中心的实际位置有偏移，不能完全重合，需要进行位置数据追踪；2、依据铁板厚薄选择适当高度的弦轴衬圈；3、弦轴衬圈端面上下不同有方向性，需选择。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种钢琴弦轴衬圈自动压入机，以实现弦轴衬圈压入弦轴孔的自动化，解放人工体力劳动，提高弦轴衬圈压入质量，提高工作效率。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:—种钢琴弦轴衬圈自动压入机，包括机架，该机架上设置有分别与数控伺服系统连接的弦轴孔位置探测器，弦轴孔测深机构、迎料机构、送料机构、输料机构、压料机构；其中，所述弦轴孔位置探测器设有聚光反射式光电开关，该聚光反射式光电开关通过数控移动探测弦轴孔的边缘，对弦轴孔的实际位置进行数据追踪，数据传入数控伺服系统；所述弦轴孔测深机构包括导套和探测气缸，该导套内设有探测导杆，该探测导杆的上端面通过压力弹簧连接探测气缸的压杆，沿该探测导杆的外周面开设有一凹槽，该导套上设有与其内部相通的孔，弹簧处于自然状态时，该孔对准凹槽上沿；在导套的外侧对应于该孔设有反射式光电开关；所述迎料机构包括迎料杆及推进该迎料杆前后移动的迎料气缸；所述送料机构与迎料机构相对设置，其包括送料杆及推进该送料杆前后移动的送料气缸；所述迎料气缸直径小于送料气缸，所述迎料机构与送料机构之间设有压料导套；[0011]所述输料机构具有三个弦轴衬圈振料盘，分别装有三种不同高度的弦轴衬圈，该三个弦轴衬圈振料盘分别通过相应的滑道延伸至送料杆的前端，在前端位置设有相应的阻料气缸；所述压料机构设置在压料导套的上方，其包括压料气缸和压杆，该压杆通过压杆连接套与该压料气缸连接。钢琴中弦轴板的厚度一般为8.5mm左右，本实用新型的弦轴孔测深机构的弹簧处于自然状态时，其探测导杆露出导套的长度为9.5_;其凹槽的宽度为1_。当弦轴孔的深度大于9.5mm时，弹簧处于自然状态，此时反射式光电开关处于断开状态，数控记录铁板厚度为:厚；当弦轴孔的深度为8.5 9.5mm时，探测导杆会向上移动压缩弹簧，使得反射式光电开关会出现接通状态，数控记录为铁板厚度为:中；当弦轴孔的深度小于8.5mm时,反射式光电开关过程呈现:断开-接通-断开过程，数控记录铁板厚度为:薄。通过探测导杆的结构与反射式光电开关配合设置，数控伺服系统根据反射式光电开关给出的信号将弦轴孔的深度划分为三种深度范围，即大于9.5mm, 8.5 9.5_，及小于8.5_。这样就可以将钢琴的220个弦轴孔大致划分为3个区，每个区选择一个孔测深，将结果赋值给数控系统，该区压入弦轴衬圈时即起动相应厚薄料盘，该阻料气缸打开，实现依据铁板厚薄分别压入相应弦轴衬圈。本实用新型的优点在于:本实用新型通过弦轴孔位置探测器对弦轴孔进行准确定位，并通过弦轴孔测深机构确定弦轴孔的深度，并根据弦轴孔的深度选择合适高度的弦轴衬圈，可以使弦轴衬圈与铁板厚薄达到良好的匹配度，加工精度高，可有效防止对铁板漆膜的破坏。使用本实用新型压入每个弦轴衬圈所需时间为5 7min，加工效率高；噪声可控制在80分贝以下，大大减少了环境噪音。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为图1的俯视图。图3为本实用新型弦轴孔测深机构的结构示意图。图4为弦轴孔位置探测器探测弦轴孔实际位置的示意图。
具体实施方式
如图1 3所示，本实用新型的钢琴弦轴衬圈自动压入机，包括机架1，该机架上设置有分别与数控伺服系统连接的弦轴孔位置探测器，弦轴孔测深机构、迎料机构、送料机构、输料机构、压料机构，其中，所述弦轴孔位置探测器设有聚光反射式光电开关19，该聚光反射式光电开关19通过数控移动探测弦轴孔的边缘，对弦轴孔的实际位置进行数据追踪，相应的数据传入数控伺服系统。所述弦轴孔测深机构包括导套2和探测气缸5，该导套2中设有探测导杆3，该探测导杆3的上端面通过压力弹簧4连接探测气缸5的压杆6，沿该探测导杆3的外周面开设有一凹槽7，该导套2上设有一个与其内部空间相通的孔，弹簧处于自然状态下时，该孔对准凹槽7上沿；在导套的外侧对应于该孔设有反射式光电开关8 ；所述迎料机构包括迎料杆9及推进该迎料杆前后移动的迎料气缸10 ;所述送料机构与迎料机构相对设置，其包括送料杆11及推进该送料杆前后移动的送料气缸12 ;所述迎料气缸10直径小于送料气缸12，所述迎料机构与送料机构之间设有压料导套13 ;所述迎料机构与送料机构送料最终位置对准压料导套13 ；所述输料机构具有三个弦轴衬圈振料盘14，分别装有三种不同高度的弦轴衬圈，实现弦轴衬圈分清正反料并自动排队输料，该三个弦轴衬圈振料盘14分别通过相应的滑道15延伸至送料杆11的前端，在前端位置设有三个相应的阻料气缸20，系统选用哪个振料盘哪个阻料气缸抬起，该料即进入送料通道；所述压料机构设置在压料导套13的上方，其包括压料气缸16和压杆17，该压杆17通过压杆连接套18与该压料气缸16连接。本实用新型在使用时，首先使用弦轴孔位置探测器对各弦轴孔进行准确定位，定位的过程为:1、确定弦轴板高音端与低音端距离最远的两个弦轴孔m、η的中心的实际位置。确定某一弦轴孔的实际位置的方法`为:如图4所示，以弦轴板高音端与低音端的直角位置之间的连线为X轴，以弦轴板平面内与该连线垂直的方向为Y轴；通过数控驱动弦轴孔位置探测器移动，由聚光反射式光电开关探测弦轴孔在X轴方向的两个边缘点Α、Β，取Α、Β两点的中间位置P，然后再通过数控驱动弦轴孔位置探测器自该中间位置沿Y轴方向上下移动，由聚光反射式光电开关探测弦轴孔在Y轴方向的两个边缘点C、D，C、D两点的中间位置O即为该弦轴孔中心的实际位置。通过以上方法分别测定弦轴孔m、η的中心的实际位置。根据该两弦轴孔的实际位置确定整体偏移量，按相对坐标原则通过以下公式确定每个弦轴孔校正后的坐标值δχ、δ γ，实现对该工件所有弦轴孔位置确定。 δ χ = χ+y X Δ X/L2 ；δ γ = y+xX ΔΥ/Ll ；其中x、y分别表示理论上各弦轴孔中心的坐标值，LI为弦轴孔m、n的中心位置之间的横向距离山2为弦轴孔m、η的中心位置之间的纵向距离；ΛΧ、ΛΥ分别为弦轴孔m、η在X、Y轴上的整体偏移量。以上测得的铁板弦轴孔位置的数据可以通过射频技术写入IC卡，该IC卡可以装载在弦轴钻孔机和弦轴压入机上，通过IC卡读取该工件弦轴孔位置，减少了生产线工作量，提高了定位准确性和一致性。根据以上数据，通过数控伺服系统控制弦轴孔测深机构准确定位到各个弦轴孔的中心位置对弦轴孔的深度进行测定。当弦轴孔测深机构的弹簧处于自然状态时，其探测导杆露出导套的长度为9.5mm ；其凹槽的宽度为1mm。当弦轴孔的深度大于9.5mm时，弹簧处于自然状态，此时反射式光电开关处于断开状态，数控记录铁板厚度为:厚；当弦轴孔的深度为8.5 9.5mm时，探测导杆会向上移动压缩弹簧，使得反射式光电开关会出现接通状态，数控记录为铁板厚度为:中；当弦轴孔的深度小于8.5_时，反射式光电开关过程呈现:断开-接通-断开过程，数控记录为铁板厚度为:薄。如此通过探测导杆的结构与反射式光电开关配合设置，根据反射式光电开关给出的信号将弦轴孔的深度划分为三种深度范围，即大于9.5mm,8.5 9.5mm，及小于8.5mm。进而可以将钢琴220个弦轴孔大致划分为3个区，每个区选择一个孔测深，将结果赋值给数控伺服系统。输料机构的三个弦轴衬圈振料盘中装入的弦轴衬圈高度互不相同。例如可以在三个弦轴衬圈振料盘中依次装入高度为9.5mm、9mm、8.5mm的弦轴衬圈,对于深度大于9.5mm的弦轴孔选择高度为9.5mm的弦轴衬圈,对于深度为8.5 9.5mm的弦轴孔选择高度为9_的弦轴衬圈，对于深度小于8.5mm的弦轴孔选择高度为8.5mm的弦轴衬圈。然后通过数控伺服系统根据测定的弦轴孔的深度选择开启相应的弦轴衬圈振料盘，打开阻料气缸，弦轴衬圈从振料盘经滑道滑落到送料机构与迎料机构之间，同时启动送料气缸和迎料气缸，驱动送料杆与迎料杆相互配合将弦轴衬圈推送至压料导套内，然后启动压料机构，在压料气缸的驱动下，压杆将弦轴衬圈压入弦轴孔中完成弦轴衬圈的压入，实现依据铁板厚薄分别压入相应弦轴衬圈。本实用新型可以实现对弦轴孔的准确定位，并通过弦轴孔测深机构确定弦轴孔的深度，并根据弦轴孔的深度选择合适高度的弦轴孔衬圈，可以使弦轴衬圈与弦轴孔之间达到良好的匹配度，并实现了弦轴衬圈压入的自动化，加工效率高，加工精度高。
权利要求1.一种钢琴弦轴衬圈自动压入机，其特征在于，包括机架，该机架上设置有分别与数控伺服系统连接的弦轴孔位置探测器，弦轴孔测深机构、迎料机构、送料机构、输料机构、压料机构；其中， 所述弦轴孔位置探测器设有聚光反射式光电开关，该聚光反射式光电开关通过数控移动探测弦轴孔的边缘，对弦轴孔的实际位置进行数据追踪，数据传入数控伺服系统； 所述弦轴孔测深机构包括导套和探测气缸，该导套内设有探测导杆，该探测导杆的上端面通过压力弹簧连接探测气缸的压杆，沿该探测导杆的外周面开设有一凹槽，该导套上设有与其内部相通的孔，弹簧处于自然状态时，该孔对准凹槽上沿；在导套的外侧对应于该孔设有反射式光电开关； 所述迎料机构包括迎料杆及推进该迎料杆前后移动的迎料气缸；所述送料机构与迎料机构相对设置，其包括送料杆及推进该送料杆前后移动的送料气缸；所述迎料气缸直径小于送料气缸，所述迎料机构与送料机构之间设有压料导套； 所述输料机构具有三个弦轴衬圈振料盘，分别装有三种不同高度的弦轴衬圈，该三个弦轴衬圈振料盘分别通过相应的滑道延伸至送料杆的前端，在前端位置设有相应的阻料气缸； 所述压料机构设置在压料导套的上方，其包括压料气缸和压杆，该压杆通过压杆连接套与该压料气缸连接。
2.根据权利要求1所述的钢琴弦轴衬圈自动压入机，其特征在于，所述弦轴孔测深机构的弹簧处于自然状态时，其探测导杆露出导套的长度为9.5mm;其凹槽的宽度为Imm;当弦轴孔的深度大于9.5mm时，弹簧处于自然状态，此时反射式光电开关处于断开状态，数控记录铁板厚度为:厚；当弦轴孔的深度为8.5 9.5mm时，探测导杆会向上移动压缩弹簧，使得反射式光电开关会出现接通状态，数控记录为铁板厚度为:中；当弦轴孔的深度小于8.5mm时，反射式光电开关完成:断开-接通-断开过程，数控记录铁板厚度为:薄。
专利摘要一种钢琴弦轴衬圈自动压入机，包括分别与数控伺服系统连接的铁板弦轴孔位置探测器，弦轴孔测深机构、迎料机构、送料机构、输料机构、压料机构，其中，弦轴孔测深机构包括导套，该导套内设有探测导杆，该探测导杆的上端面通过压力弹簧连接探测气缸，探测导杆的外周面开设有凹槽，该导套上设有与其内部相通的孔，弹簧处于自然状态时，该孔对准凹槽上沿；在导套的外侧对应于该孔设有反射式光电开关；迎料机构与送料机构相对设置，二者之间设有压料导套；输料机构具有三个弦轴衬圈振料盘，该振料盘分别通过滑道延伸至送料机构前方；压料机构设置在压料导套的上方。本实用新型实现了弦轴衬圈压入的自动化，加工效率高，加工精度高，消除了人工击打的噪声。
文档编号B23P19/027GK202922174SQ20122059404
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者郭学成 申请人:北京东奇众科技术有限公司