[發明專利]一種數控機床高速進給負荷標定儀

無效

• 申請號: 200810048243.7
• 申請日: 2008-07-01
• 公開（公告）號: CN101318300A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 李斌;孫偉;劉紅奇;蔣克強;唐小琦;陳吉紅;毛新勇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q17/09
• 代理公司: 華中科技大學專利中心
• 代理人: 曹葆青

技術領域

本發明涉及數控機床技術，具體為一種數控機床高速進給負荷標定儀，它適用于數控加工過程的進給負荷與進給電機電流關系的標定，尤其適用于機床以5m/min以上速度進給時的標定。

背景技術

目前，全世界數控機床的擁有量和生產量與日俱增，我國數控機床的擁有量和進口量均已達世界第二位。與此同時，數控機床價格仍普遍較高，維修成本高昂，在數控加工過程中為了避免損壞機床，在進行零件加工時大都采用比較保守的切削用量，將切削力控制在相對較小的狀況下進行切削，降低了數控機床工作效率，增加了加工成本。

切削力作為判斷切削加工過程狀態的主要指標之一，通過對切削力的檢測，能了解切削狀態、機床運行狀況、判斷切削用量是否合理，避免因零件材質和毛坯加工余量不均勻造成刀具磨損、工件報廢、機床損壞等事故，盡可能提高生產效率，降低生產成本，因此，在數控加工過程中對切削力進行實時檢測是十分必要的。

加工過程中刀具負荷的變化通過機械傳動系統的傳遞作用，在交流電機系統的電參量變化中得到體現。其負荷傳遞有兩條路徑：路徑1是負荷傳遞到進給伺服系統，轉化為進給負荷并在進給電機電流中得到體現的過程；路徑2是負荷傳遞到主軸電機系統并在主軸電機電流中的得到體現的過程。

目前，生產中主要通過人工試切，選定切削參數以確定合適的切削力。在生產中，工人依據加工經驗對材料進行試切，記錄大量的實驗數據來調整切削參數，以使切削力保持在一個合適的范圍。但這樣的調整要進行大量的加工前實驗，不僅浪費材料，而且切削力只能控制在一個范圍內，無法確定切削力的具體數值。當加工材質、余量不均勻時容易產生切削力大范圍的波動，造成刀具磨損甚至機床損壞。

發明內容

本發明的目的在于提供一種數控機床高速進給負荷標定儀，該標定儀操作方便，能標定進給伺服電機電流與進給負荷之間關系，為切削力恒定控制提供了條件，減小了材料耗費、提高了機床使用效率。

本發明提供的數控機床高速進給負荷標定儀，適用于進給速度大于5米/分鐘的狀態，其特征在于：該數控機床高速進給負荷標定儀包括油箱、液壓回路塊、單向閥、整流板、電液比例調速閥、液控單向閥、液壓馬達、齒輪、齒條導軌、主軸刀柄、霍爾電流傳感器，放大器，數據采集卡和標定處理器；

液壓馬達通過液壓回路塊中的第一條工作油路與液控單向閥相連，液壓回路塊中的第一條工作油路還通過整流板與電液比例調速閥相通；

液壓馬達通過液壓回路塊中的第二條工作油路分別與單向閥和液控單向閥的控制口相連，第二條工作油路還通過整流板與電液比例調速閥相通；

油箱通過液壓回路塊中的第一補油油路與液控單向閥相連；

油箱通過液壓回路塊中的第二補油油路與單向閥相連；

液壓馬達軸通過齒輪、齒條導軌與主軸刀柄相連；

標定處理器依次經過數據采集卡、放大器輸出控制信號給電液比例調速閥；

霍爾電流傳感器掛在機床的進給伺服電機的電源線上，其信號輸出端經過數據采集卡與標定處理器相連。

本發明采用一種低成本的方法，首先標定自身控制參量(閥芯開口控制電壓和機床進給速度)和輸出參量(進給負荷)之間關系，再通過設定不同控制參量，并采用霍爾電流傳感器監測進給伺服電機電流變化，標定出機床進給負荷和進給伺服電機電流的關系，從而間接實現加工過程中的切削力與進給伺服電機電流關系的標定，為通過控制進給電機電流實現切削力的恒定控制提供條件。本發明體積小，重量輕，使用方便，便于拆卸和攜帶，適合于在生產車間條件下用來進行切削負荷的標定，是一種普及型的檢測工具。

附圖說明

圖1為本發明數控機床高速進給負荷標定儀液壓系統的結構示意圖；

圖2為本發明數控機床高速進給負荷標定儀的原理圖；

圖3為本發明數控機床高速進給負荷標定儀液壓回路塊透視圖；

圖4為本發明數控機床高速進給負荷標定儀自身標定方式示意圖；

圖5為本發明標定裝置工作方式示意圖；

圖6為本發明標定處理器的工作流程圖。

具體實施方式

本發明適用于高速進給(V＞5m/min)狀態時，進給負荷與進給伺服電機電流之間關系的標定。本文中的負荷特指進給抗力負荷。下面結合附圖從幾個方面對本發明作進一步詳細的說明。