【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械加工设备控制
,尤其涉及一种用于深孔镗床切削加工的自适应控制系统及控制方法。
技术介绍
深孔镗床是加工圆柱形深孔零件的专用机床,其床身刚性强,精度保持性好;主轴范围广,进给系统由交流伺服电机组成,能适应各种深孔加工工艺的需要;授油器紧固和工件顶紧采用液压装置,安全可靠。深孔镗床在镗孔加工时,其切削效率经常是影响整个工艺过程生产率的关键。镗孔铣削过程是一个极其复杂、多因数相关的高度非线性、强耦合过程。影响镗孔加工质量和效率的主要因素有刀具磨损、振颤等,它们都会直接反映到切削力的大小变化。由于切削力能快速准确地反映加工过程的状态变化。因此在实际镗孔加工中对于铣削力的监控显得尤为重要。高速高精是镗孔加工永恒的目标,实现恒切削加工是保证高速高精镗孔加工的关键。在镗孔过程中,由于毛胚材质不同,使得切削过程中的切削力不是一恒定值。为了保证刀具不被损坏,镗孔过程中,进给速度总是按最恶劣的条件来确定。这样,机床的效能就不能充分发挥出来。目前深孔镗床在使用过程中,存在以下问题:1)被加工工件材料不同,如果切削速度快,会打刀;如果切削速度慢,则加工时间长,效率低;2)冷却泵出现故障时,系统不能有效监测,此时加工仍在进行,刀具与工件损坏;3)文本显示的界面,操作不方便。实现模糊自适应预测控制铣削加工的难点之处也就在于如何监测切削力。传统的切削力测量方法是利用测力仪直接测量得出的,这种测量方法虽然简单,但是它却存在着很明显的缺点:(1)测力仪的大小限制了工件的大小;(2)安装和调试技 ...
【技术保护点】
深孔镗床切削自适应控制系统,包括镗床,镗床上装有用于对工件进行旋转的主轴电机、用于对授油器液压装置压力进行测量的液压压力传感器、用于对授油器冷却泵压力进行测量的冷却液压力传感器、用于驱动刀具进给的伺服电机,伺服电机通过伺服驱动器驱动,其特征在于:在镗床上设有可编程逻辑控制器,可编程逻辑控制器上分别集成有模/数转换模块、数/模转换模块、CAN通讯模块;所述主轴电机依次通过电流互感器、电流变送器与模/数转换模块连接,所述液压压力传感器、冷却液压力传感器分别与模/数转换模块连接,可编程逻辑控制器通过数/模转换模块与伺服驱动器连接,可编程逻辑控制器还通过CAN通讯模块与控制台触摸屏连接;主轴电机中电流经电流互感器、电流变送器送入可编程逻辑控制器,进行监测,形成主轴输出功率闭环控制,使主轴电机输出功率保持恒定;可编程逻辑控制器通过输出模拟量(+10~‑10V)控制伺服电机转速和转向:当电流超过设定值时,减小伺服电机进给速度,当电流小于设定值时,增大伺服电机进给速度,当电流超过上限值时,则停止加工;同时,可编程逻辑控制器通过监测冷却泵压力,判断冷却液是否停止输出,当冷却泵出现问题,冷却液压力变小, ...
【技术特征摘要】
1.深孔镗床切削自适应控制系统,包括镗床,镗床上装有用于对工件进行旋转的主轴电机、用于对授油器液压装置压力进行测量的液压压力传感器、用于对授油器冷却泵压力进行测量的冷却液压力传感器、用于驱动刀具进给的伺服电机,伺服电机通过伺服驱动器驱动,其特征在于:在镗床上设有可编程逻辑控制器,可编程逻辑控制器上分别集成有模/数转换模块、数/模转换模块、CAN通讯模块;所述主轴电机依次通过电流互感器、电流变送器与模/数转换模块连接,所述液压压力传感器、冷却液压力传感器分别与模/数转换模块连接,可编程逻辑控制器通过数/模转换模块与伺服驱动器连接,可编程逻辑控制器还通过CAN通讯模块与控制台触摸屏连接;
主轴电机中电流经电流互感器、电流变送器送入可编程逻辑控制器,进行监测,形成主轴输出功率闭环控制,使主轴电机输出功率保持恒定;可编程逻辑控制器通过输出模拟量(+10~-10V)控制伺服电机转速和转向:当电流超过设定值时,减小伺服电机进给速度,当电流小于设定值时,增大伺服电机进给速度,当电流超过上限值时,则停止加工;同时,可编程逻辑控制器通过监测冷却泵压力,判断冷却液是否停止输出,当冷却泵出现问题,冷却液压力变小,则停止加工。
2.利用权利要求1所述的深孔镗床切削自适应控制系统对镗床切削加工进行控制的方法,其特征在于由以下步骤组成:
(1)刀具调节:通过刀具前进/后退/停止功能按纽,实现镗刀的前进、后退运行和停止运行功能;
(2)冷却液调节:通过设置冷却液启动/停止功能,实现加工时冷却泵的启动和停止;
(3)主轴电机调节:通过设置主轴电机启动/停止功能,实现加工时主轴电机的星三角启动和停止,带动工件旋转,传递加工功率;
(4)托板调节:通过托板块进/块退功能,实现快速电机的正转和反转,带动托板前进和后退;
(5)授油器调节:实现授油器在加工时对工件的夹紧和松开,这样刀具镗孔时工件不会偏心;
(6)液压装置调节:授油器的夹紧和松开是依靠液压系统完成的,通过设置液压液启动/停止功能,实现加工时液压泵的启动和停止;...
【专利技术属性】
技术研发人员:雷钧,吴岳敏,李慧玲,罗敏,梅烨,马彬,
申请(专利权)人:湖北汽车工业学院,
类型:发明
国别省市:湖北;42
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