鉆鏜床刀具保護設計論文

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1引言

深孔鉆鏜床主要用于深孔鉆孔，擴孔，鏜孔等深孔加工。但由于加工深度常達到十幾米甚至幾十米，在加工過程中，刀具損壞狀況很難掌握，通常都由操作者根據自己的工作經驗來判斷。因此當刀具損壞時，十分不容易被發現，常常會影響加工的精度，并造成生產上的損失，甚至使機床受到損壞。經過多年的摸索實踐總結出如下方法，很好地解決了這一問題。

在普通的深孔鉆鏜床中，床頭箱主軸，鉆桿箱主軸通常選用直流調速裝置控制直流電機來實現調速。直流調速具有調速范圍寬，低速性能好等特點。

2工作原理

在正常加工過程中，隨著鉆孔的深入，刀具所受鉆削扭矩基本保持不變，電機的功率也基本保持不變。當刀具損壞后，則刀具所受扭矩變大，從而引起電機電流增大，通過PLC的模擬量輸入模塊將檢測到模擬量信號轉變為數字量信號，利用PLC的運算功能與設定值進行比較，來確定刀具是否損壞。

利用調速裝置的模擬量輸出口將檢測到的電流信號轉換成0~10V電壓信號，輸出到PLC的模擬量輸入模塊進行A/D模數轉換，然后與設定值進行比較。這個設定值由工藝人員根據工件材質，刀具，加工量等參數計算得到，通過拔段開關來選擇。當檢測值大于設定值20%時，則判定扭矩過載，即刀具受損，PLC發出報警，停止加工，更換刀具,工件加工示意圖如圖1所示。

圖1加工示意圖

2.1硬件配置

檢測系統選件主要有直流調速裝置6RA24，用于檢測電機電流;PLC為歐姆龍公司的CQM1H主機，和其模擬量輸入模塊，用于進行模數轉換及比較運算;100Ω/0.5w電阻10個，用于扭矩設定粗調;電位器3kΩ/1w1個,用于扭矩設定精調;撥段開關1個，用于扭矩設定選擇。裝置輸出電壓U2，給定電壓U1。

2.2檢測系統

檢測系統框圖如圖2所示,檢測數據如附表。

2.3信號采樣的處理與比較

接通刀具扭矩保護開關后，延時30S后，開始對U1，U2進行信號采樣。將U1，U2信號分別采樣1次，作為1組。每隔1S采樣1次，并將采樣信號經過模數轉換，傳輸到PC的內部作運算。采取5組數據，并將每1組中的2個數據進行比較。只有當5組信號中的U2均大于U1的20%時，才認為扭矩過載，發出報警。如果只有1，2組信號是U2大于U1的20%，則認為是加工零件中有硬點或有其它的干擾信號，可以忽略，然后重新進行采樣。

2.4部分控制程序

LD0000;選擇扭矩比較

TIMT001

#0300

LDT001

ANDNOTT003

TIMT002

#0010

LDT002

TIMT003

#0010

LDT002

MOV(21)232;讀入數據

DM0012;將232中內容傳送到DM0012

LDT002

MOV(21)233;讀入數據

DM0014;將233中內容傳送到DM0014

LD0000

CMP(20)DM0012;進行比較

DM0014

AND25505;結果為真時則20000輸出

OUT20000

LD20000

SUB(31)DM0012

DM0014;從DM0012中內容減去DM0014

DM0010;中內容并將結果置于DM0010

LD20000

MUL(32)DM0010

#0005

DM0016

LD20000

CMP(20)DM0016

DM0014

AND25505

OUT01000;DM0010中內容若大于

;DM0014內容的20%，則

;01000輸出報警，停止加工。

3結論

這種控制電路檢測方法已經多次應用于機床設計，實踐證明是行之有效的。如果將此設計電路稍作變化，也可以應用于數控機床上。十分方便地解決深孔加工中的刀具扭矩保護的設計。

參考文獻

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