[實用新型]數控機床振動補償控制系統

有效

• 申請號: 201720165902.X
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN208391626U
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 姚曉棟;楊昊;黃賢存
• 申請（專利權）人: 上海睿濤信息科技有限公司
• 主分類號: B23Q11/00
• 分類號: B23Q11/00
• 代理公司: 上海驍象知識產權代理有限公司 31315
• 代理人: 朱逸

本實用新型涉及一種數控機床振動補償控制系統，工件固定在主軸一端，X軸伺服電機驅動豎直方向的X進給軸，帶動X進給軸另一端的刀具進行豎直方向的進給運動，Z軸伺服電機驅動水平方向的Z進給軸，帶動刀具進行水平方向的進給運動，安裝兩個振動信號傳感器分別測量主軸和刀具的振動信號，采集的主軸和刀具的振動信號送入X軸運動控制模塊和Z軸運動控制模塊，X軸運動控制模塊和Z軸運動控制模塊分別輸出對應的X進給軸進給量調整值和Z進給軸進給速度調整值，并送入數控機床CNC，X進給軸和Z進給軸運動變化打破共振的條件。提高工件的加工精度以及表面光滑度。

技術領域

本實用新型涉及一種設備控制技術，特別涉及一種數控機床振動補償控制系統。

背景技術

在機床切削加工過程中經常會出現不同程度的振動，這種振動主要來自機床主軸電機旋轉產生的振動以及刀具切削加工時產生的振動。在一些情況下，會產生共振，而這種共振一方面造成加工工件的尺寸不準確。另一方面，即使在某些情況因振動所造成的工件精度可以被允許，但工件表面因振動經常會出現明暗相間的條紋，此時的工件的表面粗糙度和光潔度也會受到影響。

根據專利檢索可知，一發明專利《具有能運動機械結構振動補償裝置的加工機床》寫到在傳統加工制造中在機械結構上使用主、被動減震輔助器，也寫到了此類減震器不容易進行額定移動，以及此專利作者也寫到了減弱機械結構振動的移動。但這些機構依然有各自的振幅，依然有共振現象的出現，減弱振動方式不僅是治標不治本，而且代價也很大難以實施。

發明內容

本實用新型是針對機床切削加工過程中的共振對工件所帶來的危害問題，提出了一種數控機床振動補償控制系統，提高工件的加工精度以及表面光滑度。

本實用新型的技術方案為：一種數控機床振動補償控制系統，工件固定在主軸一端，X軸伺服電機驅動豎直方向的X進給軸，帶動X進給軸另一端的刀具進行豎直方向的進給運動，Z軸伺服電機驅動水平方向的Z進給軸，帶動刀具進行水平方向的進給運動，安裝兩個振動信號傳感器分別測量主軸和刀具的振動信號，采集的主軸和刀具的振動信號送入X軸運動控制模塊和Z軸運動控制模塊，X軸運動控制模塊和Z軸運動控制模塊分別輸出對應的X進給軸進給量調整值和Z進給軸進給速度調整值，并送入數控機床CNC，X進給軸和Z進給軸運動變化打破共振的條件。

本實用新型的有益效果在于：本實用新型數控機床振動補償控制系統，具有低成本、高精度、廢品了低、魯棒性好等優點。

附圖說明

圖1為本實用新型數控機床振動檢測示意圖；

圖2為本實用新型數控機床振動補償控制系統原理框圖。

具體實施方式

當數控機床進行工件加工時，如圖1所示數控機床振動檢測示意圖，水平主軸3固定在支架1上，加工工件5外圓時，工件5固定在主軸3一端，X軸伺服電機10驅動豎直方向的X進給軸8上下運動，帶動X進給軸8另一端的刀具 6進行上下進給運動，Z軸伺服電機11驅動Z進給軸7水平移動，帶動刀具進行水平方向的進給運動，刀具6與工件5之間由于切削力所造成工件與刀具共振，會使得工件尺寸不精確或者表面出現明暗條紋，安裝振動信號傳感器2、9 分別測主軸3和刀具6的振動信號。如圖2所示數控機床振動補償控制系統原理框圖，將采集來的主軸和刀具的振動信號送入X軸運動控制模塊和Z軸運動控制模塊，分別計算出X軸進給量調整值和Z軸進給速度調整值，并通過數據通訊模塊傳給數控機床的CNC，CNC根據X軸進給量調整值補償X進給軸8調整進給量，同時根據Z軸進給速度調整值，補償Z進給軸7調整進給速度，從而打破工件5與刀具6的共振狀態，從而消除共振所帶來的影響。

數控機床振動補償控制系統是利用安裝在機床主軸以及刀具上的振動信號傳感器所傳來的振動數據信息，通過X軸運動控制模塊和Z軸運動控制模塊，計算出實時的電流大小，從而判斷出工件以及刀具的振幅大小，如果工件與刀具的振幅接近，即達到共振時，這時X軸運動控制模塊和Z軸運動控制模塊就會實時給CNC對應的補償信號，驅動CNC控制X軸實時調整進給量的大小，同時控制Z實時軸調整進給速度的大小，以打破共振的條件。這里采集的振動信號相當于反饋信號，可直接反應出共振情況。