[發(fā)明專利]一種數(shù)字化螺紋修復(fù)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010593733.2
• 申請(qǐng)日: 2010-12-17
• 公開（公告）號(hào): CN102079033A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周會(huì)成;仰儆;龔興武;唐小琦;陳吉紅;宋寶;任清榮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢華中數(shù)控股份有限公司;華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B23P6/00
• 分類號(hào): B23P6/00;B23G3/00
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 周發(fā)軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是有關(guān)螺紋修復(fù)的數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

螺紋是一種廣泛采用的連接結(jié)構(gòu)。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(bào)廢更新。為了降低成本和減少損失，許多行業(yè)如石油鉆井和機(jī)車半軸套的管螺紋，一般采取修復(fù)的方法再次利用。

傳統(tǒng)的螺紋修復(fù)主要采用機(jī)械修復(fù)方法，但這些方法存在不同程度的缺點(diǎn)。①直接切除原有螺紋，重新加工，這種方法會(huì)縮減原長，只能有進(jìn)行有限次修復(fù)；②手工小切除量法找螺紋起點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)，但費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不能自動(dòng)退刀，且存在過切，不精確；③可采用專用的螺紋修復(fù)器，該方法只能用于修復(fù)小口徑外圓直螺紋；④采用測量工具尋找螺紋起點(diǎn)，該方法需要和標(biāo)準(zhǔn)螺紋比較，且需要定制好特定口徑的測量工具。

數(shù)控車削螺紋的特點(diǎn)是加工時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測主軸轉(zhuǎn)速，從而使刀具移動(dòng)位移和主軸轉(zhuǎn)角保持同步關(guān)系，由于機(jī)床存在升速過程，升速段工件轉(zhuǎn)動(dòng)角度和刀具進(jìn)給位移之間是非線性的，且與具體機(jī)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(jīng)驗(yàn)或理論公式估算通常不能吻合特定加工條件下的實(shí)際狀況，因此如何在普通數(shù)控車床上實(shí)現(xiàn)精確的修復(fù)方法具有重要的實(shí)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種數(shù)字化螺紋修復(fù)方法，適用于具有主軸碼盤的普及型數(shù)控車床，克服傳統(tǒng)螺紋修復(fù)方法精度底，成本高的技術(shù)缺陷。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種數(shù)字化螺紋修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將待修復(fù)螺紋在修復(fù)加工的數(shù)控車床上一次裝夾完成，然后在線測量螺紋參數(shù)，包括：每個(gè)采樣周期的螺紋坐標(biāo)位置數(shù)據(jù)和主軸實(shí)測轉(zhuǎn)速S；幾何參數(shù)：螺紋起點(diǎn)(X1，Z1)，螺紋終點(diǎn)(X2，Z2)，螺紋段某牙底位置(Cm，Zm)；工藝參數(shù)：螺紋導(dǎo)程F，螺紋高度H和刀具號(hào)T；

步驟二、利用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部任務(wù)調(diào)度機(jī)制實(shí)時(shí)采集螺紋加工現(xiàn)場的位移數(shù)據(jù)，然后分析處理該數(shù)據(jù)并找到加速段終點(diǎn)，進(jìn)而推算出準(zhǔn)確的加工起點(diǎn)處的Z軸位置和主軸轉(zhuǎn)角；

步驟三、根據(jù)加工起點(diǎn)處的Z軸位置和主軸轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，生成數(shù)控機(jī)床螺紋修復(fù)加工代碼；

步驟四、在數(shù)控機(jī)床上選擇上述步驟三生成的螺紋修復(fù)加工代碼，在沒有改動(dòng)螺紋裝夾的情況下，進(jìn)行修復(fù)加工。

優(yōu)選的，所述步驟一的測量過程包括：

首先啟動(dòng)測量進(jìn)程，再啟動(dòng)螺紋測量加工進(jìn)程；

測量加工進(jìn)程等待開始測量信號(hào)；

測量進(jìn)程發(fā)出開始測量信號(hào)；

測量加工進(jìn)程開始加工螺紋；

測量進(jìn)程定時(shí)采集移動(dòng)軸坐標(biāo)增量，并加入到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，并檢測加工完成信號(hào)；

測量加工代碼發(fā)出加工完成信號(hào)；

測量進(jìn)程完成，并保存緩沖區(qū)數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述步驟二求出加工起點(diǎn)Z0和加工起點(diǎn)的主軸角度C0包括如下步驟：

1)設(shè)定最大比較偏差，最大比較次數(shù)；

2)初始化加速段長度，比較次數(shù)；

3)周期性讀一個(gè)測量點(diǎn)Zi，與上次比較偏差；

4)若偏差值大于最大比較偏差，則重復(fù)3)；

5)比較次數(shù)加1，加速段長度增加本次測量值；

6)若比較次數(shù)小于最大比較次數(shù)，則重復(fù)3)；

7)比較完成，記錄當(dāng)前點(diǎn)序號(hào)，加速段長度；

8)根據(jù)當(dāng)前點(diǎn)序、采樣周期和主軸轉(zhuǎn)速，計(jì)算該段時(shí)間內(nèi)的主軸轉(zhuǎn)角S1；

9)根據(jù)螺紋起點(diǎn)Z1、測量點(diǎn)Zm和實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速，計(jì)算該段位移內(nèi)的主軸轉(zhuǎn)角S2；

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

11)根據(jù)螺紋起點(diǎn)Z1、加速段長度，計(jì)算加工起點(diǎn)的Z0：等于Z1+加速段長度。

優(yōu)選的，所述步驟三生成螺紋修復(fù)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(diǎn)；

iv、輸出螺紋固定循環(huán)；

v、輸出結(jié)束指令M30；

vi、自動(dòng)保存修復(fù)文件。

本發(fā)明利用數(shù)控機(jī)床現(xiàn)場實(shí)時(shí)測量的方法實(shí)現(xiàn)受損螺紋的修復(fù)加工。該方法無需購買或定制專用的工具修復(fù)套件，適用于具有主軸碼盤的普及型數(shù)控車床，較傳統(tǒng)螺紋修復(fù)方法精度高，成本低，快速高效，適用適用范圍廣，對(duì)于直螺紋或錐螺紋、外圓或內(nèi)圓螺紋，單頭或多頭螺紋都能進(jìn)行修復(fù)。

附圖說明

圖1為螺紋測量示意圖。

圖2為數(shù)據(jù)處理示意圖。

圖3為螺紋修復(fù)方法原理圖。

表1為螺紋測量數(shù)據(jù)表。