[發明專利]一種數字化螺紋修復方法

無效

• 申請號: 201010593733.2
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102079033A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 周會成;仰儆;龔興武;唐小琦;陳吉紅;宋寶;任清榮
• 申請（專利權）人: 武漢華中數控股份有限公司;華中科技大學
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00;B23G3/00
• 代理公司: 北京市德權律師事務所 11302
• 代理人: 周發軍

技術領域

本發明屬于數控技術領域，尤其是有關螺紋修復的數控技術領域。

背景技術

螺紋是一種廣泛采用的連接結構。由于存在磨損、腐蝕，或沖擊等因素，造成部分螺紋齒面齒形的損壞而失效，常常需要報廢更新。為了降低成本和減少損失，許多行業如石油鉆井和機車半軸套的管螺紋，一般采取修復的方法再次利用。

傳統的螺紋修復主要采用機械修復方法，但這些方法存在不同程度的缺點。①直接切除原有螺紋，重新加工，這種方法會縮減原長，只能有進行有限次修復；②手工小切除量法找螺紋起點進行修復，但費工費時，不能自動退刀，且存在過切，不精確；③可采用專用的螺紋修復器，該方法只能用于修復小口徑外圓直螺紋；④采用測量工具尋找螺紋起點，該方法需要和標準螺紋比較，且需要定制好特定口徑的測量工具。

數控車削螺紋的特點是加工時控制系統實時監測主軸轉速，從而使刀具移動位移和主軸轉角保持同步關系，由于機床存在升速過程，升速段工件轉動角度和刀具進給位移之間是非線性的，且與具體機床和加工條件的改變，加速段長度各不相同。目前大多采用經驗或理論公式估算通常不能吻合特定加工條件下的實際狀況，因此如何在普通數控車床上實現精確的修復方法具有重要的實用價值。

發明內容

本發明提出了一種數字化螺紋修復方法，適用于具有主軸碼盤的普及型數控車床，克服傳統螺紋修復方法精度底，成本高的技術缺陷。

為解決上述技術問題，本發明提供一種數字化螺紋修復方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將待修復螺紋在修復加工的數控車床上一次裝夾完成，然后在線測量螺紋參數，包括：每個采樣周期的螺紋坐標位置數據和主軸實測轉速S；幾何參數：螺紋起點(X1，Z1)，螺紋終點(X2，Z2)，螺紋段某牙底位置(Cm，Zm)；工藝參數：螺紋導程F，螺紋高度H和刀具號T；

步驟二、利用數控系統內部任務調度機制實時采集螺紋加工現場的位移數據，然后分析處理該數據并找到加速段終點，進而推算出準確的加工起點處的Z軸位置和主軸轉角；

步驟三、根據加工起點處的Z軸位置和主軸轉角數據，生成數控機床螺紋修復加工代碼；

步驟四、在數控機床上選擇上述步驟三生成的螺紋修復加工代碼，在沒有改動螺紋裝夾的情況下，進行修復加工。

優選的，所述步驟一的測量過程包括：

首先啟動測量進程，再啟動螺紋測量加工進程；

測量加工進程等待開始測量信號；

測量進程發出開始測量信號；

測量加工進程開始加工螺紋；

測量進程定時采集移動軸坐標增量，并加入到數據緩沖區，并檢測加工完成信號；

測量加工代碼發出加工完成信號；

測量進程完成，并保存緩沖區數據。

優選的，所述步驟二求出加工起點Z0和加工起點的主軸角度C0包括如下步驟：

1)設定最大比較偏差，最大比較次數；

2)初始化加速段長度，比較次數；

3)周期性讀一個測量點Zi，與上次比較偏差；

4)若偏差值大于最大比較偏差，則重復3)；

5)比較次數加1，加速段長度增加本次測量值；

6)若比較次數小于最大比較次數，則重復3)；

7)比較完成，記錄當前點序號，加速段長度；

8)根據當前點序、采樣周期和主軸轉速，計算該段時間內的主軸轉角S1；

9)根據螺紋起點Z1、測量點Zm和實際主軸轉速，計算該段位移內的主軸轉角S2；

10)根據螺紋測量點Cm、S1，S2和主軸旋向，確定加工起點的主軸角度C0：等于Cm±(S1+S2)；

11)根據螺紋起點Z1、加速段長度，計算加工起點的Z0：等于Z1+加速段長度。

優選的，所述步驟三生成螺紋修復加工代碼，包括如下步驟：

i、生成代碼文件名；

ii、輸出M，S，T輔助功能；

iii、輸出螺紋加工起點；

iv、輸出螺紋固定循環；

v、輸出結束指令M30；

vi、自動保存修復文件。

本發明利用數控機床現場實時測量的方法實現受損螺紋的修復加工。該方法無需購買或定制專用的工具修復套件，適用于具有主軸碼盤的普及型數控車床，較傳統螺紋修復方法精度高，成本低，快速高效，適用適用范圍廣，對于直螺紋或錐螺紋、外圓或內圓螺紋，單頭或多頭螺紋都能進行修復。

附圖說明

圖1為螺紋測量示意圖。

圖2為數據處理示意圖。

圖3為螺紋修復方法原理圖。

表1為螺紋測量數據表。