数控多股螺旋弹簧加工机床，解决加工多股螺旋弹簧废品率高，研制周期长的问题；本发明由拧索机构、绕簧机构和数控系统组成；拧索机构上有三层钢丝盒安装架，内层钢丝不旋转，中、外层钢丝由数控系统控制伺服电机驱动绕内层钢丝旋转，将多股钢丝拧成钢索，钢索头被压固在绕簧轴上，绕簧轴旋转并移动将钢索绕成弹簧；本发明对每股钢丝均设有独立的自动张力控制装置和张力实时检测装置，各检测数据无线传输至控制主机。本发明加工的多股螺旋弹簧精度高，新产品研制周期短；打破了国外对我国的技术封锁，将使我国的多股螺旋弹簧制造技术和研发水平上一个新台阶。
1.数控多股螺旋弹簧加工机床由拧索机构、绕簧机构和数控系统组成，拧索机构包括拧索机架及其导轨、减速伺服电机I、减速伺服电机II、减速伺服电机III、钢丝盒、内层钢丝导管、空心轴、转弯导向轮、钢丝导向器、钢索集束器、主动齿轮及从动轮齿轮；绕簧机构包括减速伺服电机IV、减速伺服电机V、卡盘、绕簧轴、传动丝杆、传动螺母、托板、床身、辅助支撑；其特征在于：拧索机架上有三层钢丝盒安装架，内层钢丝盒安装架有一个钢丝盒安装位置，钢丝经钢丝导向器、张力控制器、内层钢丝导管孔，从钢索集束器穿出，内层钢丝盒安装架和内层钢丝导管均固定在拧索机架上；中层钢丝盒安装架有12个钢丝盒安装位置，它由减速伺服电机II通过主动齿轮及从动轮齿轮驱动旋转，外层钢丝盒安装架有18个钢丝盒安装位置，它由减速伺服电机III通过主动齿轮及从动轮齿轮驱动旋转，中层钢丝和外层钢丝分别经过中、外层钢丝盒安装架上的钢丝导向器、张力控制器、转弯导向轮、钢丝盒安装架上的导向孔，从钢索集束器穿出；拧索时，首先启动减速伺服电机II驱动中层钢丝盒安装架旋转，使中层钢丝成螺旋状包住内层钢丝，然后再启动减速伺服电机III驱动外层钢丝盒安装架旋转，使外层钢丝成螺旋状包住中层钢丝，在钢索集束器处，形成钢索；绕簧机构中的减速伺服电机IV安装在机床的托板上，其输出轴安装有卡盘，绕簧轴一端被夹持在卡盘上，另一端由辅助支撑定心；拧索机构拧制的钢索端头被压板压固在绕簧轴的靠卡盘端，卡盘在减速伺服电机IV的驱动下带动绕簧轴旋转，使钢索绕在绕簧轴上，将钢索绕成螺旋弹簧；减速伺服电机V安装在机床左端，其输出轴与传动丝杆相连，传动丝杆再带动机床的托板移动，使弹簧形成设计所需要的螺距；当螺距达到设定值后，绕簧移动和拧索旋转停止，绕簧轴旋转反向设定圈数后停止，拧索机架在减速伺服电机I驱动下沿拧索机架导轨方向后退到位，再用砂轮片切割机切断钢索，这样就生产出多股螺旋弹簧；数控系统主要由1台工业控制计算机、1台PLC、5个伺服驱动器I至V、31只张力传感器、31只气压传感器、1套两通道A/D转换模块、1套12通道A/D转换模块及其数字无线传输、1套
18通道A/D转换模块及其数字无线传输、1台工业人机界面、一台打印机组成；数控系统是基于“工业控制计算机、PLC和伺服运动系统”组成的开放式数控系统平台，工业控制计算机完成产品设计数据库和工艺数据库的建立、加工过程监控、过程数据记录、各股钢丝张力显示、各股钢丝张力气压控制、各减速伺服电机转速及跟踪误差百分比、工艺参数修正、异常报警、绕簧过程动态显示；PLC负责接收工业控制计算机下传的各类控制参数及气压传感器和张力传感器数据、将全部运行参数和故障信息上传给工业控制计算机、并通过伺服驱动器控制各减速伺服电机的转速匹配，其中伺服驱动器I控制减速伺服电机I驱动拧索机架进退、伺服驱动器II控制减速伺服电机II驱动中层钢丝盒安装架旋转、伺服驱动器III控制减速伺服电机III驱动外层钢丝盒安装架旋转、伺服驱动器IV控制减速伺服电机IV驱动绕簧轴旋转、伺服驱动器V控制减速伺服电机V驱动绕簧轴移动形成螺距；31只张力传感器分别检测各股钢丝张力、31只气压传感器负责检测各张力控制器气压、1套两通道A/D转换模块负责转换内层钢丝张力和张力气压模拟信号、1套12通道A/D转换模块及其数字无线传输负责转换和传输中层各钢丝张力和张力气压模拟信号、1套18通道A/D转换模块及其数字无线传输负责转换和传输外层各钢丝张力和张力气压模拟信号；数控系统对拧索、绕簧过程进行全自动控制和数据存储；张力控制器通过膜片夹紧气缸中的气压对钢丝产生阻力，内层钢丝盒安装架上的张力控制器的压缩空气由气管引入，经数字精密调压阀稳压后进入张力控制器的膜片夹紧气缸，其张力传感器将检测到的张力值直接传给工业控制计算机；中、外层钢丝盒安装架上张力控制器的压缩空气由压缩空气旋转接头引入，经数字精密调压阀稳压，过空心轴、气接头、气管后进入张力控制器的膜片夹紧气缸，通过调节数字精密调压阀的输出气压，可改变对应张力控制器对钢丝的阻力大小；张力传感器和气压传感器的模拟信号经多通道A/D转换模块转换后再由数字无线传输模块发送给工业控制计算机无线传输模块；伺服系统运行数据经PLC分别向工业人机界面和工业控制计算机传输，工艺参数由工业人机界面或工业控制计算机下传给PLC，再由PLC通过伺服驱动器分别控制各减速伺服电机精确运行，工艺数据库数据可通过打印机输出。
2.根据权利要求1所述的数控多股螺旋弹簧加工机床，其特征在于：张力控制器由平面摩擦盘、推杆、膜片夹紧气缸、盖板、锥面摩擦盘、上滚轮、滚针轴承、下滚轮组成，钢丝从上、下滚轮之间穿过，当压缩空气进入膜片夹紧气缸后，膜片夹紧气缸的膜片将推杆向右推，推杆推动平面摩擦盘、下滚轮向右移动，下滚轮将钢丝紧楔在上滚轮和下滚轮之间，当拉动钢丝时，钢丝带动上、下滚轮转动，上滚轮与锥面摩擦盘之间的接触锥面将产生滑动摩擦，平面摩擦盘与下滚轮之间的接触端面也将产生滑动摩擦；这两个摩擦力矩之和构成钢丝前进的阻力矩；调节进入膜片夹紧气缸的气压大小，气缸的推力成正比变化，各摩擦面的正压力也成正比变化，钢丝前进的阻力也就成正比变化；膜片夹紧气缸排气后，其膜片退回，下滚轮随之退回，可穿入或取出钢丝。
3.根据权利要求1所述的数控多股螺旋弹簧加工机床，其特征在于：压缩空气旋转接头由出气接头、进气接头、机械密封、进气环、止转柄、止转角板组成；压缩空气从进气接头进入，经过进气环环行腔室、中、外层钢丝盒安装架上的孔后，从出气接头引出；进气环两端分别装配有机械密封。
数控多股螺旋弹簧加工机床
技术领域
[0001] 本发明涉及数控机床，它用于加工多股螺旋弹簧。
背景技术
[0002] 多股螺旋弹簧广泛应用于高频往返运动的机械设备中，其寿命是相同规格传统螺旋弹簧的3-5倍。目前多股螺旋弹簧制造技术是国外禁止转让的技术，而国内仿制的基于纯机械传动式的多股螺旋弹簧制造设备无法满足高质量多股螺旋弹簧的生产要求。目前国内仅国营望江机器制造厂制造过单台能绕制双层多股螺旋弹簧的简易设备，由一台普通车床改制而成。拧索机构与车床大拖板连接一体，边拧索边随大拖板移动，钢索外层钢丝螺距和绕制弹簧的螺距均通过更换机床挂轮来控制，无数控功能，由于在绕制弹簧的过程中难以预测钢丝各个方向的回弹量，一旦更改设计，即使只更改其中一种钢丝的规格或股数，都必须加工大量的挂轮进行组合、试加工、再重新组合，用改变挂轮传动比的方式来补偿弹簧的回弹量，即使如此，因不同批号的钢丝机械性能都有微小差异，再加上该设备无自动钢丝张力控制装置，在拧索和绕簧的过程中，各股钢丝绷紧的程度全凭操作者的手感控制(用螺钉压紧钢丝盒)，使钢丝盒转动时产生阻力矩，且随着钢丝盒中钢丝的逐渐减少，钢丝盒中所缠绕钢丝的最大外径也随着减小，拉动钢丝的阻力因此而逐渐变大，所以每根钢丝的内张力根本无法保证一致。因此，绕制的多股螺旋弹簧常产生松紧不一致的现象，即使降低设计精度，其废品率也高达85％以上。目前尚无关于国外相关制造设备的报道，属于保密技术，使其成为制约我国相关零件制造的一个技术瓶颈。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种加工精度高、新产品研发周期短的数控多股螺旋弹簧加工机床。
[0004] 本发明的目的通过如下方案来达到：
[0005] 数控多股螺旋弹簧加工机床由拧索机构、绕簧机构和数控系统组成。拧索机构包括拧索机架及其导轨、减速伺服电机I、减速伺服电机II、减速伺服电机III、钢丝盒、内层钢丝导管、空心轴、转弯导向轮、钢丝导向器、钢索集束器、主动齿轮及从动齿轮。绕簧机构包括减速伺服电机IV、减速伺服电机V、卡盘、绕簧轴、传动丝杆、传动螺母、托板、床身、辅助支撑。数控系统包括工业控制计算机、PLC、张力传感器、气管、气压传感器、数字精密调压阀、伺服驱动器、两通道A/D转换模块、12通道A/D转换模块、18通道A/D转换模块、数字无线传输模块。拧索机架上有三层钢丝盒安装架，内层钢丝盒安装架有一个钢丝盒安装位置，钢丝经钢丝导向器、张力控制器、内层钢丝导管孔，从钢索集束器穿出，内层钢丝盒安装架和内层钢丝导管均固定在拧索机架上。中层钢丝盒安装架有12个钢丝盒安装位置，它由减速伺服电机II通过主动齿轮及从动齿轮驱动旋转，外层钢丝盒安装架有18个钢丝盒安装位置，它由减速伺服电机III通过主动齿轮及从动齿轮驱动旋转，中层钢丝和外层钢丝分别经过中、外层钢丝盒安装架上的钢丝导向器、张力控制器、转弯导向轮、钢丝盒安装架上的导向孔，从钢索集束器穿出。拧索时，首先启动减速伺服电机II驱动中层钢丝盒安装架旋转，使中层钢丝成螺旋状包住内层钢丝，然后再启动减速伺服电机III驱动外层钢丝盒安装架旋转，使外层钢丝成螺旋状包住中层钢丝，在钢索集束器处，形成钢索。绕簧机构中的减速伺服电机IV安装在机床的托板上，其输出轴安装有卡盘，绕簧轴一端被夹持在卡盘上，另一端由辅助支撑定心。拧索机构拧制的钢索端头被压板压固在绕簧轴的靠卡盘端，卡盘在减速伺服电机IV的驱动下带动绕簧轴旋转，使钢索绕在绕簧轴上，将钢索绕成螺旋弹簧。减速伺服电机V安装在机床左端，其输出轴与传动丝杆相连，传动丝杆再带动机床的托板移动，使弹簧形成设计所需要的螺距。当螺距达到设定值后，绕簧移动和拧索旋转停止，绕簧轴旋转反向设定圈数后停止，拧索机架在减速伺服电机I驱动下沿拧索机架导轨方向后退到位，再用砂轮片切割机切断钢索，这样就生产出多股螺旋弹簧。数控系统主要由1台工业控制计算机、1台PLC、5个伺服驱动器I至V、31只张力传感器、31只气压传感器、1套两通道A/D转换模块、1套12通道A/D转换模块及其数字无线传输、1套18通道A/D转换模块及其数字无线传输、1台工业人机界面、一台打印机组成。数控系统是基于“工业控制计算机、PLC和伺服运动系统”组成的开放式数控系统平台，工业控制计算机完成产品设计数据库和工艺数据库的建立、加工过程监控、过程数据记录、各股钢丝张力显示、各股钢丝张力气压控制、各减速伺服电机转速及跟踪误差百分比、工艺参数修正、异常报警、绕簧过程动态显示。PLC负责接收工业控制计算机下传的各类控制参数及气压传感器和张力传感器数据，将全部运行参数和故障信息上传给工业控制计算机，并通过伺服驱动器控制各减速伺服电机的转速匹配，其中伺服驱动器I控制减速伺服电机I驱动拧索机架进退，伺服驱动器II控制减速伺服电机II驱动中层钢丝盒安装架旋转，伺服驱动器III控制减速伺服电机III驱动外层钢丝盒安装架旋转，伺服驱动器IV控制减速伺服电机IV驱动绕簧轴旋转，伺服驱动器V控制减速伺服电机V驱动绕簧轴移动形成螺距。31只张力传感器分别检测各股钢丝张力，31只气压传感器负责检测各张力控制器气压，1套两通道A/D转换模块负责转换内层钢丝张力和张力气压模拟信号，1套12通道A/D转换模块及其数字无线传输负责转换和传输中层各钢丝张力和张力气压模拟信号，1套18通道A/D转换模块及其数字无线传输负责转换和传输外层各钢丝张力和张力气压模拟信号。数控系统对拧索、绕簧过程进行全自动控制和数据存储，张力控制器通过膜片夹紧气缸中的气压对钢丝产生阻力，内层钢丝盒安装架上的张力控制器的压缩空气由气管引入，经数字精密调压阀稳压后进入张力控制器的膜片夹紧气缸，其张力传感器将检测到的张力值直接传给工业控制计算机。中、外层钢丝盒安装架上张力控制器的压缩空气由压缩空气旋转接头引入，经数字精密调压阀稳压，过空心轴、气接头、气管后进入张力控制器的膜片夹紧气缸，通过调节数字精密调压阀的输出气压，可改变对应张力控制器对钢丝的阻力大小。张力传感器和气压传感器的模拟信号经多通道A/D转换模块转换后再由数字无线传输模块发送给工业控制计算机无线传输模块。伺服系统运行数据经PLC分别向工业人机界面和工业控制计算机传输，工艺参数由工业人机界面或工业控制计算机下传给PLC，再由PLC通过伺服驱动器分别控制各减速伺服电机精确运行，工艺数据库数据可通过打印机输出。
[0006] 为了控制钢丝张力，制作了张力控制器。张力控制器由平面摩擦盘、推杆、膜片夹紧气缸、盖板、锥面摩擦盘、上滚轮、滚针轴承、下滚轮组成，钢丝从上、下滚轮之间穿过，当压缩空气进入膜片夹紧气缸后，膜片夹紧气缸的膜片将推杆向右推，推杆推动平面摩擦盘、下滚轮向右移动，下滚轮将钢丝紧楔在上滚轮和下滚轮之间，当拉动钢丝时，钢丝带动上、下滚轮转动，上滚轮与锥面摩擦盘之间的接触锥面将产生滑动摩擦，平面摩擦盘与下滚轮之间的接触端面也将产生滑动摩擦。这两个摩擦力矩之和构成钢丝前进的阻力矩。调节进入膜片夹紧气缸的气压大小，气缸的推力成正比变化，各摩擦面的正压力也成正比变化，钢丝前进的阻力也就成正比变化。膜片夹紧气缸排气后，其膜片退回，下滚轮随之退回，可穿入或取出钢丝。
[0007] 为了无泄露地将压缩空气从一个静止的接头引入，从另一个旋转接头引出，创作了压缩空气旋转接头。压缩空气旋转接头由出气接头、进气接头、机械密封、进气环、止转柄、止转角板组成。压缩空气从进气接头进入，经过进气环环行腔室，中、外层钢丝盒安装架上的孔后，从出气接头引出，进气环两端分别装配有机械密封。
[0008] 本发明相比现有技术具有如下优点：
[0009] 1.采用了数控技术、张力控制和张力检测技术，加工多股螺旋弹簧精度高。
[0010] 2.采用数控无级调速减速伺服电机驱动拧索及绕簧机构，机床操作方便简单，多股螺旋弹簧产品试制周期短。
[0011] 3.试制成本低，设备运行安全可靠。附图说明：
[0012] 图1：数控多股螺旋弹簧加工机床机械原理图。
[0013] 图2：数控多股螺旋弹簧加工机床机械结构主视图。
[0014] 图3：数控多股螺旋弹簧加工机床机械结构右视图。
[0015] 图4：图2中D-D剖视图。
[0016] 图5：图3中F局部放大图。
[0017] 图6：图3中G局部放大图。
[0018] 图7：图14中N局部放大图。
[0019] 图8：图3中H局部放大图。
[0020] 图9：图3中A-A剖示图。
[0021] 图10：图3中B-B剖示图。
[0022] 图11：图9中L局部放大图。
[0023] 图12：图10中M局部放大图。
[0024] 图13：图3中C-C剖视图。
[0025] 图14：图3中J局部放大图。
[0026] 图15：图14中P向示图。
[0027] 图16：图14中R局部放大图。
[0028] 图17：图3中K局部放大图。
[0029] 图18：图15中S局部放大图。
[0030] 图19：图18中F-F局剖视图。
[0031] 图20：电气控制框图。
[0032] 图中编号：
[0033] 1钢丝盒；2钢丝；3张力控制器；3-1平面摩擦盘；3-2推杆；3-3膜片夹紧气缸3-4盖板；3-5锥面摩擦盘；3-6上滚轮，3-7滚针轴承；3-8下滚轮；4内层钢丝导管；5中层钢丝盒安装架；6压缩空气旋转接头；6-1、6-3机械密封；6-2进气环；6-4止转柄；6-5止转角板；7数字精密调压阀；8 A/D转换模块；9气接头；10钢丝导向器；11空心轴；12转弯导向轮；13张力传感器；14外层钢丝盒安装架；15钢索集束器；16钢索；17砂轮片切割机；18绕簧轴；19传动丝杆；20辅助支承；21卡盘；22拖板；23减速伺服电机IV；24传动螺母；25减速伺服电机V；26床身；27拧索机架导轨；
[0034] 28出气接头；29进气接头；30减速伺服电机III；31主动齿轮及从动齿轮；32拧索机架；33减速伺服电机II；34减速伺服电机I；
具体实施方式
[0035] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详述：
[0036] 数控多股螺旋弹簧加工机床其整体布局如图2、图3所示，拧索机构与绕簧机构成垂直布局，绕簧机构布置在床身上，拧索机构布置在床身右端后方，床身右端是绕簧轴辅助支承及支架。
[0037] 数控多股螺旋弹簧加工机床由拧索机构、绕簧机构和数控系统组成，拧索机构包括拧索机架及其导轨、减速伺服电机I、减速伺服电机II、减速伺服电机III、传动丝杆副、钢丝盒、内层钢丝导管、空心轴、转弯导向轮、钢丝导向器、钢索集束器、主动齿轮及从动齿轮，绕簧机构包括减速伺服电机IV、减速伺服电机V、卡盘、绕簧轴、传动丝杆、传动螺母、托板、床身、辅助支撑。数控系统包括工业控制计算机、PLC、张力传感器、气管、气压传感器、数字精密调压阀、伺服驱动器、两通道A/D转换模块、12通道A/D转换模块、18通道A/D转换模块、数字无线传输模块。选取18股外层钢丝、12股中层钢丝、1股内层钢丝，拧索机构可将31股钢丝拧成3层同轴钢索。如图1所示，拧索机架上有三层钢丝盒安装架，内层钢丝盒安装架有一个钢丝盒安装位置，钢丝经钢丝导向器、张力控制器、内层钢丝导管孔，从钢索集束器穿出，内层钢丝盒安装架和内层钢丝导管均固定在拧索机架上。中层钢丝盒安装架有12个钢丝盒安装位置，它由减速伺服电机II通过主动齿轮及从动齿轮驱动旋转，外层钢丝盒安装架有18个钢丝盒安装位置，它由减速伺服电机III通过主动齿轮及从动齿轮驱动旋转，中层钢丝和外层钢丝分别经过中、外层钢丝盒安装架上的钢丝导向器、张力控制器、转弯导向轮、钢丝盒安装架上的导向孔，从钢索集束器穿出。在工业控制计算机中建立了产品设计数据库和工艺数据库，加工产品前，先通过人机界面查询出该产品的结构参数和工艺参数，如各减速伺服电机转速及方向，各股钢丝张力值。机床运行后拧索与绕簧同时进行，首先启动减速伺服电机II驱动中层钢丝盒安装架旋转，使中层钢丝成螺旋状包住内层钢丝，然后再启动减速伺服电机III驱动外层钢丝盒安装架旋转，使外层钢丝成螺旋状包住中层钢丝，在钢索集束器处形成钢索。绕簧机构中的减速伺服电机IV安装在机床的托板上，其输出轴安装有卡盘，绕簧轴一端被夹持在卡盘上，另一端由辅助支撑定心。拧索机构拧制的钢索端头被压板压固在绕簧轴的靠卡盘端，卡盘在减速伺服电机IV的驱动下带动绕簧轴旋转，使钢索绕在绕簧轴上，将钢索绕成螺旋弹簧。减速伺服电机V安装在机床左端，其输出轴与传动丝杆相连，传动丝杆再带动机床的托板移动，使弹簧形成设计所需要的螺距。当螺距达到设定值后，绕簧移动和拧索旋转停止，绕簧轴旋转反向设定圈数后停止，拧索机架在减速伺服电机I驱动下沿拧索机架导轨方向后退到位，再用砂轮片切割机切断钢索，这样就生产出多股螺旋弹簧。数控系统主要由1台工业控制计算机、1台PLC、5个伺服驱动器I至V、31只张力传感器、31只气压传感器、1套两通道A/D转换模块、1套12通道A/D转换模块及其数字无线传输、1套18通道A/D转换模块及其数字无线传输、1台工业人机界面、一台打印机组成。数控系统是基于“工业控制计算机、PLC和伺服运动系统”组成的开放式数控系统平台，工业控制计算机完成产品设计数据库和工艺数据库的建立、加工过程监控、过程数据记录、各股钢丝张力显示、各股钢丝张力气压控制、各减速伺服电机转速及跟踪误差百分比、工艺参数修正、异常报警、绕簧过程动态显示。PLC负责接收工业控制计算机下传的各类控制参数及气压传感器和张力传感器数据、将全部运行参数和故障信息上传给工业控制计算机，并通过伺服驱动器控制各减速伺服电机的转速匹配，其中伺服驱动器I控制减速伺服电机I驱动拧索机架进退、伺服驱动器II控制减速伺服电机II驱动中层钢丝盒安装架旋转、伺服驱动器III控制减速伺服电机III驱动外层钢丝盒安装架旋转、伺服驱动器IV控制减速伺服电机IV驱动绕簧轴旋转、伺服驱动器V控制减速伺服电机V驱动绕簧轴移动形成螺距，31只张力传感器分别检测各股钢丝张力、31只气压传感器负责检测各张力控制器气压、1套两通道A/D转换模块负责转换内层钢丝张力和张力气压模拟信号、1套12通道A/D转换模块及其数字无线传输负责转换及传输中层各钢丝张力和张力气压模拟信号、1套18通道A/D转换模块及其数字无线传输负责转换及传输外层各钢丝张力和张力气压模拟信号。数控系统对拧索、绕簧过程进行全自动控制和数据存储。张力控制器通过膜片夹紧气缸中的气压对钢丝产生阻力，张力控制器由平面摩擦盘、推杆、膜片夹紧气缸、盖板、锥面摩擦盘、上滚轮、滚针轴承、下滚轮组成，钢丝从上、下滚轮之间穿过，当压缩空气进入膜片夹紧气缸后，膜片夹紧气缸的膜片将推杆向右推，推杆推动平面摩擦盘、下滚轮向右移动，下滚轮将钢丝紧楔在上滚轮和下滚轮之间，当拉动钢丝时，钢丝带动上、下滚轮转动，上滚轮与锥面摩擦盘之间的接触锥面将产生滑动摩擦，平面摩擦盘与下滚轮之间的接触端面也将产生滑动摩擦。这两个摩擦力矩之和构成钢丝前进的阻力矩。调节进入膜片夹紧气缸的气压大小，气缸的推力成正比变化，各摩擦面的正压力也成正比变化，钢丝前进的阻力也就成正比变化。膜片夹紧气缸排气后，其膜片退回，下滚轮随之退回，可穿入或取出钢丝。内层钢丝盒安装架上的张力控制器的压缩空气由气管引入，经数字精密调压阀稳压后进入张力控制器的膜片夹紧气缸，其张力传感器将检测到的张力值直接传给工业控制计算机。中、外层钢丝盒安装架上张力控制器的压缩空气由压缩空气旋转接头引入，压缩空气旋转接头由出气接头、进气接头、机械密封、进气环、止转柄、止转角板组成。压缩空气从进气接头进入，经过进气环环行腔室，中、外层钢丝盒安装架上的孔后，从出气接头引出，进气环两端分别装配有机械密封。压缩空气经数字精密调压阀稳压后，过空心轴、气接头、气管后进入张力控制器的膜片夹紧气缸，通过调节数字精密调压阀的输出气压，可改变对应张力控制器的阻力大小。张力传感器和气压传感器的模拟信号经多通道A/D转换模块转换后再由数字无线传输模块发送给工业控制计算机无线传输模块。伺服系统运行数据经PLC分别向工业人机界面和工业控制计算机传输，工艺参数由工业人机界面或工业控制计算机下传给PLC，再由PLC通过伺服驱动器分别控制各减速伺服电机精确运行，工艺数据库数据可通过打印机输出。
[0038] 多股螺旋弹簧是由钢索卷制而成的圆柱螺旋弹簧，和单股弹簧相比，多股螺旋弹簧具有刚度强度好、吸振、减振效果好等独特性能，在汽车仪器仪表减振系统、大口径自动武器发射系统以及航空发动机等多个领域中都具有重要的应用价值。本专利突破了国外技术封锁，实现了多股螺旋弹簧自主生产，促进相关产品性能的完善，对提高我国的装备制造水平具有重要作用。多股螺旋弹簧的数控化制造是一项综合制造技术，涉及到机械电子、自动控制、计算机、软件工程等多个专业领域。本项专利基于“工业控制计算机、PLC和伺服运动系统”的开放式数控系统平台，主要控制元件均选用现有的成熟电气控制产品，自主开发运动过程监控及生产过程全自动控制系统，实现多股螺旋弹簧加工的在线张力检测以及各减速伺服电机转速的协调控制。工业控制计算机还具备多股螺旋弹簧数控加工编程、工艺参数显示、人机交互、系统故障自诊断等功能。本项专利大大提高了多股螺旋弹簧加工自动化程度，通过修正各控制参数的方法来补偿多股螺旋弹簧的各种加工误差，在确保加工质量前提下显著提高了加工多股螺旋弹簧的成品率及生产效率。为开发多品种、系列化多股螺旋弹簧提供了工艺设备保障。本项专利大大缩短了多股螺旋弹簧试制周期，可以满足大口径自动武器产品对不同规格多股簧的需要，使我国的多股螺旋弹簧制造技术达到国际先进水平。
