專利名稱：琴片自動調頻設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種調制琴片音頻的自動化生產設備。
背景技術：
八音琴片是音樂盒的發音元件，通過與表面沖出凸點的空心旋轉鼓配合，可以發出不同頻率的聲音，產生動聽的音樂。而制作該八音琴片及其它類似產品是按照一定程序激發琴片梳齒，使琴片梳齒振動產生的音頻與其固有頻率相同。因此，檢測梳狀琴片的梳齒固有頻率是生產音樂盒的八音琴片或其他類似產品發音元件中的ー個重要エ序。目前，梳狀琴片多為沖壓成型，一般精度不高，主要是因為構成琴片材料的成分、組織、晶粒大小、夾雜分布、硬度、韌性等方面因素的影響。要想一次成型并使每根琴片梳齒的固有頻率滿足設計要求非常的困難，必須重新檢測，調制。在我國珠三角一帶和浙江等地的玩具生產廠家多使用人エ檢測，依據主觀感覺手工磨削，產品質量不高，生產效率低下，一個熟練操作エ每天僅能完成約400片產量，而且磨削產生的金屬粉塵對人體傷害較大。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術中手工進行梳狀琴片調頻質量不高、效率低下、磨削產生的金屬粉塵對人體傷害較大等的不足，提供ー種琴片自動調頻設備，可自動檢測梳狀琴片的梳齒頻率，主要是依據エ藝參數，磨削梳齒不同部位一定的厚度，使其滿足設計要求的固有頻率，從而，可減少人工成本及磨削產生的金屬粉塵對人體的傷害，提高產品質量和生產效率。為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是一種琴片自動調頻設備，其 包括電氣控制系統，其特點是還包括與該電氣控制系統電氣連接的振動出料部分、轉運磨削部分、產品放置部分及頂起檢測部分，其中
該振動出料部分由圓振動盤、直振動盤、及振盤座組成，該圓振動盤和直振動盤裝設于振盤座上，該圓振動盤上的鋼軌與直振動盤上的鋼軌契合連接，該鋼軌設有內槽，該鋼軌設有與該鋼軌的內槽相對應的內槽；
該轉運磨削部分由產品中轉臺、第一機械手、第二機械手、真空吸組件、及磨削組件組成，該產品中轉臺固定于底座上，且與上述直振動盤上的鋼軌契合連接，該產品中轉臺的表面設有與鋼軌的內槽相對應的內槽，該第一機械手的主體橫向固定在電氣控制箱的側板上，該第一機械手上設有可左右移動的滑塊，該第二機械手的主體垂直固定在第一機械手的滑塊上，該第二機械手上設有可上下移動的滑塊，該真空吸組件包括ニ真空吸嘴及真空發生器，該ニ真空吸嘴設于在該第二機械手的滑塊上，且與該真空發生器連接，該真空發生器裝設于電氣控制箱中，該磨削組件包括電機及磨削砂輪，該電機和磨削砂輪設于該滑塊上，且該電機通過皮帶與磨削砂輪連接；
該產品放置部分由產品放置臺、壓緊氣缸、及第三機械手組成，該第三機械手的主體固定在底座上，其上設有可前后移動的滑塊，該產品放置臺和壓緊氣缸固定在第三機械手的滑塊上，且該壓緊氣缸設置于該產品放置臺遠離產品中轉臺的ー側，該壓緊氣缸的活塞桿端設有壓緊板；
該頂起檢測部分由頂起氣缸及音頻檢測塊組成，該頂起氣缸固定在底座上靠近產品放置臺的位置，該音頻檢測塊固定在頂起氣缸的活塞桿上，且該音頻檢測塊上沿梳狀琴片放置方向固設有ー傾斜的頂片。上述真空吸組件還包括支架，該支架固定在該第二機械手的滑塊上，該ニ真空吸嘴裝設于該支架上。上述支架下端向外延伸有橫板，該橫板兩端分別設有腰形孔，該ニ真空吸嘴的上端伸出腰形孔后通過定位螺母定位。上述磨削組件還包括連接板，該連接板固定在支架上，該電機和磨削砂輪固定在該連接板上。上述產品放置臺遠離于產品中轉臺的一側設置有收料盒。 上述電氣控制系統包括ニ對電磁傳感器、ニ套光纖傳感器、壓カ傳感器、電磁閥、ニ振動盤控制器、音頻信號處理塊、四伺服電機驅動器、觸摸屏及PLC控制器，該電磁傳感器、壓カ傳感器、光纖傳感器、電磁閥、振動盤控制器、音頻信號處理塊、伺服電機驅動器及觸摸屏分別與PLC控制器電氣連接，該ニ對電磁傳感器裝設于該壓緊氣缸和頂起氣缸上，該壓カ傳感器裝設于該真空發生器與真空吸嘴的連接管路上，該ニ套光纖傳感器嵌設于該產品中轉臺和產品放置臺內，該ニ振動盤控制器分別與圓振動盤和直振動盤電氣連接，該四個伺服電機驅動器分別與該第一、ニ、三機械手及磨削組件的電機電氣連接，該觸摸屏裝設于電氣控制箱上。如此，本發明依據梳狀琴片固有頻率與物理性質(如材料密度、彈性模量，橫截面積等)的關系，具體是與梳齒前后段厚度有關，采用上述結構，振動出料后，琴片正面向上位于產品中轉臺便于真空吸嘴吸取，真空吸嘴吸取琴片放置在產品放置臺，壓緊氣缸壓緊琴片邊緣，頂起氣缸上下撥動琴片梳齒使琴片發聲，測試琴片梳齒的自由振動頻率，即固有頻率，程序依據與設定頻率的差別和設定エ藝系數計算エ藝參數，機械手上安裝的磨削砂輪在梳齒的前段或后段(測試頻率與設定頻率正負差別兩種情況磨削位置不同)磨削依據頻率差別和エ藝系數計算出來的厚度，從而達到設定的頻率。本發明的有益效果是，自動化設備生產代替人工生產，提高產品質量，生產效率約120片/小時，減少金屬粉塵對人體的傷害，自動統計產量有益生產管理等。下面結合附圖和實施例對本發明作進ー步說明。
圖I是本發明的實施例的總體構造圖。圖2是圖I中A的放大圖。圖3是圖2中B的放大圖。圖4是本發明電氣控制系統的結構框圖。圖5是本發明的程序流程示意圖。
具體實施例方式 參見圖I、圖2、及圖3，本發明為一種琴片自動調頻設備，其包括振動出料部分、轉運磨削部分、產品放置部分、頂起檢測部分、及進行自動化控制的電氣控制系統，其中
該振動出料部分，可輸送無序待加工的梳狀琴片到規則狀態以方便取料，其由圓振動盤I、直振動盤2、及振盤座3組成。該圓振動盤I和直振動盤2裝設于振盤座3上，圓振動盤I和直振動盤2皆具有振動動能，為市購產品，對其結構在此不再贅述，總之，圓振動盤I可驅動琴片旋轉移動，直振動盤2可驅動琴片直線移動；該圓振動盤I上的鋼軌41與直振動盤2上的鋼軌42契合連接，該鋼軌41設有內槽(圖中未示)，該鋼軌42設有與該鋼軌41的內槽相對應的內槽43，以使待加工(磨削和調頻)的梳狀琴片由圓振動盤I經鋼軌41的內槽有序地傳送至直振動盤2的鋼軌42的內槽43，該鋼軌41、42及內槽的寬度可根據待加エ的梳狀琴片的尺寸進行調整； 該轉運磨削部分，起轉運和磨削待加工的梳狀琴片的作用，其由產品中轉臺6、第一機械手7、第二機械手8、真空吸組件9、及磨削組件10組成。該產品中轉臺6固定于底座5上，且與上述直振動盤2上的鋼軌42契合連接，該產品中轉臺6的表面設有與鋼軌42的內槽43相對應的內槽61 ;該第一機械手7的主體71橫向固定在電氣控制箱16的側板161上，該第一機械手7上設有滑塊72，該滑塊72可以左右移動；該第二機械手8的主體81垂直固定在第一機械手的滑塊72上，該第二機械手8上設有滑塊82，該滑塊82可以上下移動；該真空吸組件9包括ニ真空吸嘴91、真空發生器(圖中未示)及支架92，該支架92固定在該第二機械手8的滑塊82上，該支架92下端向外延伸有橫板93，該橫板93兩端分別設有腰形孔94，該ニ真空吸嘴91的上端伸出腰形孔94后通過定位螺母95固定在腰形孔94中，并可通過定位螺母調節真空吸嘴91在腰形孔94中的橫向位置，該ニ真空吸嘴91與該真空發生器通過氣管(圖中未示)連接，該真空發生器裝設于電氣控制箱16中；該磨削組件10包括電機101、磨削砂輪102及連接板103，該連接板103固定在支架92上，該電機101和磨削砂輪102固定在該連接板103上，且該電機101通過皮帶(圖中未示)與磨削砂輪102連接，以帶動磨削砂輪102轉動，磨削組件的電機和磨削砂輪可根據エ藝選用不同型號；該產品放置部分，起放置及固定待加工的梳狀琴片的作用，由產品放置臺11、壓緊氣缸
12、及第三機械手13組成。該第三機械手13的主體131固定在底座5上，其上設有滑塊132，該滑塊132可以前后移動；該產品放置臺11和壓緊氣缸12固定在第三機械手13的滑塊132上，且該壓緊氣缸12設置于該產品放置臺11遠離產品中轉臺6的ー側，該壓緊氣缸12的活塞桿(圖中未示)端設有壓緊板121，當壓緊氣缸12動作時，會推動活塞桿使壓緊板121壓緊放置在產品放置臺11上的待加工的梳狀琴片的邊緣使其固定，保證加工精確，同時，通過滑塊132的移動以使待加工的梳狀琴片可以相對磨削砂輪102移動，使磨削砂輪102精確磨削梳狀琴片的不同梳齒到設定厚度；其中，第一、ニ、三機械手均為市購產品；該頂起檢測部分，起檢測梳狀琴片頻率和頂起梳齒方便加工的作用，由頂起氣缸14及音頻檢測塊15組成。該頂起氣缸14固定在底座5上靠近產品放置臺11的位置，該音頻檢測塊15固定在頂起氣缸14的活塞桿(圖中未示)上，且該音頻檢測塊15上沿梳狀琴片放置方向固設有ー傾斜的頂片151，利用頂起氣缸14的活塞桿的上升和下降，可使音頻檢測塊15的頂片151觸動待加工和加工后的梳狀琴片發聲，進行頻率檢測，同時，可利用頂起氣缸14的活塞桿的上升頂起梳狀琴片的梳齒以方便磨削砂輪磨削；
參見圖4，該電氣控制系統，包括ニ對電磁傳感器、ニ套光纖傳感器、壓カ傳感器、電磁閥、ニ振動盤控制器、音頻信號處理塊、四個伺服電機驅動器、及PLC控制器，該些部件均未在圖中標示。除電磁傳感器和光纖傳感器外，其他電氣控制部件裝設在底座5或電氣控制箱16內。該電磁傳感器、壓カ傳感器、光纖傳感器、電磁閥、振動盤控制器、音頻信號處理塊及伺服電機驅動器分別與PLC控制器電氣連接。該ニ對電磁傳感器分別裝設于該壓緊氣缸12和頂起氣缸14上，用于檢測活塞處于氣缸內的位置，將信號反饋給PLC控制器以確定氣缸狀態；該壓カ傳感器裝設于該真空發生器與真空吸嘴的連接管路上，用于檢測真空吸取氣路中的氣壓，若吸取異常則氣壓異常，壓カ傳感器將異常信號反饋給PLC控制器；該電磁閥用作控制氣路開關，從而控制真空發聲器產生真空吸力和壓緊、頂起氣缸的活塞桿伸出；該ニ套光纖傳感器分別嵌設于該產品中轉臺6和產品放置臺11內，用于檢測產品放置狀態，將信號反饋給PLC控制器，從而判斷產品是否放置好；該ニ振動盤控制器分別與圓振動盤I和直振動盤2電氣連接，用于控制振動頻率和幅度，從而控制產品輸送情況；該四個伺服電機驅動器分別與該第一、ニ、三機械手7、8、13及磨削組件10的電機電氣連接，用于精密控制該些機械手的運動方向、速度及停止和磨削電機的轉向、速度和停止，該音頻信號處理塊對琴片發出的聲音(音頻信號)進行處理后發送到PLC控制器。從而可利用各種傳感器監測設備運行情況，利用PLC控制器控制電磁閥從而控制壓緊氣缸12、頂起氣缸14和真空吸嘴91，利用PLC控制器控制振動盤控制器從而控制圓振 動盤I和直振動盤2，利用PLC控制器控制伺服電機驅動器從而控制第一、ニ、三機械手7、8、13及磨削組件10的電機101，同時，該電氣控制箱16上裝設有觸摸屏17，該觸摸屏17與該PLC控制器電氣連接，用于輸入和顯示エ藝參數和設備情況，利用該觸摸屏17進行人機界面可視化設定、操作，從而，利用PLC控制器實現設備自動化運行。使用吋，結合參見圖5，圓振動盤I和直振動盤2自動輸送正面向上的待加工的梳狀琴片18到產品中轉臺6，產品中轉臺6上的光纖傳感器監測到待加工的梳狀琴片并且壓緊氣缸12上的電磁傳感器監測到壓緊氣缸處于松開狀態，則第二機械手的滑塊82下降，下降到設定的位置則真空吸嘴91吸料，即其中一真空吸嘴吸取直振動盤2輸送過來的待加工梳狀琴片，另一真空吸嘴同時吸取產品放置臺11上已調整好頻率的梳狀琴片；吸取料后，第二機械手的滑塊82上升，第一機械手的滑塊72右移運動到下料位置，第二機械手的滑塊82下降，放料，即同時放置待加工的梳狀琴片到產品放置臺11和已調整好頻率的梳狀琴片到收料盒19，該收料盒19設置于產品放置臺11遠離于產品中轉臺6的ー側；放好料后，產品放置臺11上的光纖傳感器監測到待加工的梳狀琴片，壓緊氣缸12的活塞桿伸出使壓緊板121壓緊放置在產品放置臺11上的待加工的梳狀琴片18 ;壓緊到位后，則第二機械手
13、第一機械手7、及第ニ機械手8的滑塊同時運動到磨削第一根琴片梳齒位置；頂起氣缸14的活塞桿頂起、下降，使音頻檢測塊的頂片151接觸、松開待加工的梳狀琴片的第一根梳齒以測試第一根琴片梳齒的頻率，該頻率由音頻信號處理塊傳至PLC控制器，不合要求的，則依據測試頻率與設定頻率差別和設定エ藝系數計算磨削エ藝參數，第二機械手8及第一機械手7的滑塊根據エ藝參數運動至設定位置，頂起氣缸14的活塞桿上升，頂片151頂起該根梳齒，磨削組件的磨削砂輪磨削；頂起氣缸18的活塞桿下降后，琴片梳齒因為彈性會振動發聲，音頻檢測塊15測試第一根琴片梳齒的頻率，如果在設置的允許偏差內，則第三機械手13的滑動運動到磨削待加工的梳狀琴片的第二根琴片梳齒位置，如果超出偏差，則繼續根據エ藝參數磨削，如果連續三次(或其他設定參數)磨削都不能滿足要求，則報警提示修正エ藝系數。同第一根琴片梳齒步驟調整第二根琴片梳齒，一直到調整好所有琴片梳齒，此時計數，已完成設定數量，則第三機械手13、第一機械手7運動到上料位置，然后壓緊氣缸12松開。然后重復上一流程。每完成一次設備自動計數并可顯示在安裝在電氣控制箱16上的觸摸屏17上。若有異常，如沒有吸到產品、產品脫落設備自動報警和急停。PLC控制器中計算磨削エ藝參數方法
設測試頻率f，設定頻率fn，
令 ^ f= f~fn
若Z fjo,則磨削設定位置石，磨削厚度dn, dn=k!*/ Δ fj 其中ん為設定エ藝系數。若Z fn<0,則磨削設定位置も，磨削厚度dn, dn=k2*l Δ fj
其中ん為設定エ藝系數。
權利要求
1.一種琴片自動調頻設備，包括電氣控制系統，其特征在于還包括與該電氣控制系統電氣連接的振動出料部分、轉運磨削部分、產品放置部分及頂起檢測部分，其中 該振動出料部分由圓振動盤(I)、直振動盤(2 )、及振盤座(3 )組成，該圓振動盤(I)和直振動盤(2)裝設于振盤座(3)上，該圓振動盤(I)上的鋼軌(41)與直振動盤(2)上的鋼軌(42)契合連接，該鋼軌(41)設有內槽，該鋼軌(42)設有與該鋼軌(41)的內槽相對應的內槽(43)； 該轉運磨削部分由產品中轉臺(6)、第一機械手(7)、第二機械手(8)、真空吸組件(9)、及磨削組件(10)組成，該產品中轉臺(6)固定于底座(5)上，且與上述直振動盤(2)上的鋼軌(42)契合連接，該產品中轉臺(6)的表面設有與鋼軌(42)的內槽(43)相對應的內槽(61),該第一機械手(7)的主體(71)橫向固定在電氣控制箱(16)的側板(161)上,該第一機械手(7)上設有可左右移動的滑塊(72)，該第二機械手(8)的主(81)垂直固定在第一機械手的滑塊(72)上，該第二機械手(8)上設有可上下移動的滑塊(82)，該真空吸組件(9)包括二真空吸嘴(91)及真空發生器，該二真空吸嘴(91)設于在該第二機械手(8)的滑塊(82)上，且與該真空發生器連接，該真空發生器裝設于電氣控制箱(16)中，該磨削組件(10)包括電機(101)及磨削砂輪(102 )，該電機(101)和磨削砂輪(102 )設于該滑塊(82 )上，且該電機(101)通過皮帶與磨削砂輪(102)連接； 該產品放置部分由產品放置臺(11)、壓緊氣缸(12)、及第三機械手(13)組成，該第三機械手(13)的主體(131)固定在底座(5)上，其上設有可前后移動的滑塊(132)，該產品放置臺(11)和壓緊氣缸(12)固定在第三機械(13)的滑塊(132)上，且該壓緊氣缸(12)設置于該產品放置臺(11)遠離產品中轉臺(6)的一側，該壓緊氣缸(12)的活塞桿端設有壓緊板(121)； 該頂起檢測部分由頂起氣缸(14)及音頻檢測塊(15)組成，該頂起氣缸(14)固定在底座(5)上靠近產品放置臺(11)的位置，該音頻檢測塊(15)固定在頂起氣缸(14)的活塞桿上，且該音頻檢測塊(15)上沿梳狀琴片放置方向固設有一傾斜的頂片(151)。
2.如權利要求I所述的琴片自動調頻設備，其特征在于所述真空吸組件(9)還包括支架(92 )，該支架(92 )固定在該第二機械手(8 )的滑塊(82 )上，該二真空吸嘴(91)裝設于該支架(92)上。
3.如權利要求2所述的琴片自動調頻設備，其特征在于所述支架(92)下端向外延伸有橫板(93)，該橫板(93)兩端分別設有腰形孔(94)，該二真空吸嘴(91)的上端伸出腰形孔(94)后通過定位螺母(95)定位。
4.如權利要求I所述的琴片自動調頻設備，其特征在于所述磨削組件(10)還包括連接板(103)，該連接板(103)固定在支架(92)上，該電機(101)和磨削砂輪(102)固定在該連接板(103)上。
5.如權利要求I所述的琴片自動調頻設備，其特征在于所述產品放置臺(11)遠離于產品中轉臺(6)的一側設置有收料盒(19)。
6.如權利要求I至5中任一項所述的琴片自動調頻設備，其特征在于所述電氣控制系統包括二對電磁傳感器、二套光纖傳感器、壓力傳感器、電磁閥、二個振動盤控制器、音頻信號處理塊、四個伺服電機驅動器、觸摸屏(17)及PLC控制器，該電磁傳感器、壓力傳感器、光纖傳感器、電磁閥、振動盤控制器、音頻信號處理塊、伺服電機驅動器及觸摸屏(17)分別與PLC控制器電氣連接，且該壓緊氣缸(12)和頂起氣缸(14)上分別裝設有一對電磁傳感器，該壓力傳感器裝設于該真空發生器與真空吸嘴(91)的連接管路上，該二光纖傳感器分別嵌設于該產品中轉臺(6)和產品放置臺(11)內，該二振動盤控制器分別與圓振動盤(I)和直振動盤(2)電氣連接，該四個伺服電機驅動器分別與該第一、二、三機械手(7、8、13)及磨削組件(10 )的電機電氣連接，該觸摸屏(17 )裝·設于電氣控制箱(16 )上。
全文摘要
一種琴片自動調頻設備，包含具PLC控制器的電氣控制系統、和與電氣控制系統電氣連接的振動出料部分、轉運磨削部分、產品放置部分及頂起檢測部分。采用上述結構，振動出料使梳狀琴片正面向上位于產品中轉臺，真空吸嘴吸取琴片放置在產品放置臺，壓緊氣缸壓緊琴片，頂起氣缸上下撥動琴片梳齒使琴片發聲，測試琴片梳齒固有頻率，PLC控制器依據測試頻率與設定頻率的差別和設定工藝系數計算磨削工藝參數，安裝在機械手上的磨削砂輪依據工藝參數磨削，從而達到設定頻率。本設備利用各種傳感器實時監控設備運行，利用觸摸屏可視化設定、操作，實現設備自動化運行。從而采用自動化生產代替人工生產，提高產品質量和生產效率，減少金屬粉塵對人體傷害，自動統計產量等。
文檔編號G10F5/04GK102737624SQ201210201829
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者杜榮華, 鄒鴻翔, 魏克湘 申請人:長沙理工大學