[發明專利]圓盤式刀庫及自動換刀系統綜合性能檢測平臺

有效

• 申請號: 201610128270.X
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105573251B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 李國發;楊兆軍;朱明民;鄭忠臣;杜樂;李圳;劉國飛;趙星漢;李全;霍永超;王劍;冉巍
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司22201
• 代理人: 朱世林,崔斌

技術領域

本發明涉及加工中心用圓盤式刀庫及自動換刀系統的可靠性試驗技術領域，具體的說是一種圓盤式刀庫及自動換刀系統綜合性能檢測平臺。

背景技術

數控技術和數控裝備是制造工業現代化的重要基礎，這個基礎是否牢固直接影響到了一個國家的經濟發展和綜合國力，直接關系到一個國家的戰略地位。相比于進口數控機床尤其是高檔數控機床，國產數控機床的可靠性水平得不到根本保證，使得國產數控機床迅速發展的同時，其市場競爭力依然偏低。數控機床整機的可靠性水平又受到其關鍵功能部件可靠性水平的制約，圓盤式刀庫及自動換刀系統作為加工中心的一個關鍵功能部件，其可靠性水平直接制約整機的可靠性。圓盤式刀庫及自動換刀系統是長期困擾立式加工中心正常運轉的關鍵功能部件之一，它的功能是快速的自動選刀、換刀，實現立式加工中心一次裝夾即可完成多道工序甚至全部工序的加工，減少加工的輔助時間，進而提升立式加工中心本身乃至整個生產線的生產能力，大大降低零部件的制造成本。因此，圓盤式刀庫及自動換刀系統這一復雜系統能否確保換刀動作準確可靠、換刀時間短、沖擊振動小、使用壽命高等功能，即圓盤式刀庫及自動換刀系統的可靠性是當前立式加工中心研究的重點問題之一。

圓盤式刀庫及自動換刀系統是加工中心的關鍵功能部件之一，由刀盤、機械手、氣缸等組成。刀盤可以儲存刀具，并在數控系統的控制下進行選刀；氣缸和機械手協作完成拔刀、換刀、插刀動作。圓盤式刀庫及機械手自動換刀系統故障率較高，發生故障時對整機可靠性會產生直接影響。圓盤式刀庫及自動換刀系統結構較復雜、換刀時機械手動作速度快、插刀和抓刀時定位準確性要求高，故障率較高，據統計數控機床15％左右的故障都與之有關，可以說圓盤式刀庫及自動換刀系統是加工中心的可靠性薄弱環節。因此，有必要展開對圓盤式刀庫及自動換刀系統綜合性能檢測的研究，從圓盤式刀庫及自動換刀系統的基本結構出發，綜合應用傳感器技術、數據采集技術和信號分析技術，制定一整套完善、可靠的檢測平臺。

查閱相關技術文獻可知，目前，應用于圓盤式刀庫及自動換刀系統綜合性能檢測的試驗平臺很少、且不完善，主要表現為現有技術只針對某一種或幾種圓盤式刀庫及自動換刀系統的常見故障進行檢測。公告號為CN201755778U，名稱為“立式加工中心盤式刀庫位置的檢測裝置”，其主要是通過位置檢測元件實現對刀庫動作的位置精度檢測，但是對圓盤式刀庫及自動換刀系統的其他參數并未予以考慮；公告號CN201417204Y，名稱為“一種自動換刀機構性能檢測平臺”，主要是對弧面凸輪機構自動換刀裝置的輸入輸出參數及動力學參數進行測量,也忽略了其他參數，包括溫度、振動、噪聲等對圓盤式刀庫及自動換刀系統性能的影響，系統不完善。另一方面，目前圓盤式刀庫及自動換刀系統的參數測試系統，大多是傳感器的堆疊，測試方案不完整以及缺乏相應的后期處理。公告號為CN102785126A，名稱為“刀庫及自動換刀裝置綜合性能檢測系統”，主要采用多種類型和數量的傳感器對刀庫系統的部分參數進行檢測，但是忽略了系統本身是一個典型的機、電、氣混合系統的特性，沒有對電、氣系統進行檢測，檢測內容不完整，無法完全說明刀庫系統的綜合狀態。公告號為CN102507228A，名稱為“盤式刀庫可靠性試驗裝置及其方法”，主要通過各種傳感器對系統參數進行測試，缺乏較為全面的性能檢測，對刀庫系統電機來說，缺少了電壓量測量，無法準確的完成對電能質量分析的要求；在振動參數測試方面，可操作性不強；在軟件方面，缺乏對系統參數的更加完整分析等。

發明內容

本發明提供了一種夠搭載同類型多尺寸圓盤式刀庫及自動換刀系統和多種測量儀器及傳感器的測試平臺，特別是能夠對圓盤式刀庫及自動換刀系統的各方面狀態、性能進行實時檢測，并能給出相應的分析結果的綜合性能檢測平臺，解決了現有圓盤式刀庫及自動換刀系統綜合性能檢測平臺的上述不足。

本發明技術方案結合附圖說明如下：

一種圓盤式刀庫及自動換刀系統綜合性能檢測平臺，其特征在于，該檢測平臺包括測試系統、試驗系統和控制系統；

所述的測試系統包括特制測試組件、第一三軸向加速度傳感器5、第一位移傳感器9、第一光電開關11、第二三軸向加速度傳感器15、第三三軸向加速度傳感器16第一貼片式溫度傳感器17、第二貼片式溫度傳感器18、第二光電開關19、第二位移傳感器20、噪聲監測儀24、角度傳感器38、第一壓力變送器53、第二壓力變送器55以及電能質量分析模塊、數據采集模塊和下位機；