本发明专利技术公开一种干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，包括：工作台外护罩、角度调整机构和安息角控制器；安息角控制器在得到最优切屑安息角以后，通过角度调整机构发出指令，从而将工作台外护罩的切屑安息角调整为最优切屑安息角；所述最优切屑安息角是通过切屑安息角优化模型获得的，即以工作台外护罩的热积聚最小化为控制目标，以工作台的顶端调节距离和底部调节距离为调控变量，以工作台与其外护罩的间隙以及工作台外护罩与机床内挡板的间距为约束条件。本发明专利技术可实现干切滚齿机床切屑安息角的智能控制，有利于减少工作台的热积聚和降低热变形，从而提高齿轮的加工精度。从而提高齿轮的加工精度。从而提高齿轮的加工精度。
【技术实现步骤摘要】
一种干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统
[0001]本专利技术涉及金属切削加工机床领域，特别是涉及一种干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统。
技术介绍
[0002]干切滚齿机床是一种绿色先进的齿轮加工机床，被广泛运用于汽车齿轮等领域。干切滚齿机床运行时所产生的切削热中，绝大部分被切屑所带走，占比高达八成以上。作为最为重要的传热载体，切屑首先会脱离切削区，然后坠落到工作台的外罩上并在其上滑动，最后离开机床进入排屑器。因此，切屑安息角(外护罩斜面与工作台水平面之间的夹角)直接影响排屑效果，不合理的角度容易造成高温切屑在工作台上堆积，进而导致工作台受热变形，影响齿轮加工精度。
[0003]在实际生产中，通常根据主观经验来确定干切滚齿机床的切屑安息角，难以确保该切屑安息角是达到良好排屑效果时所对应的最优切屑安息角。同时，切屑安息角还受到切屑流向和工作台原始结构尺寸等因素的影响，但未见实现切屑安息角动态调整的方法，难以根据实际的加工需要实时地改变切屑安息角。
[0004]通过智能调整切屑安息角，来适应干切滚齿机床的高效排屑需求，从而减少高温切屑在工作台上的过度积聚和长时间滞留，以降低工作台的热变形，最终达到提高齿轮加工精度的目的。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的是提供一种干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，通过工作台切屑安息角的自适应调整，从而减少高温切屑在工作台上的堆积，提高齿轮的加工精度。
[0006]实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，包括：工作台外护罩、角度调整机构和安息角控制器；安息角控制器在得到最优切屑安息角以后，通过角度调整机构发出指令，从而将工作台外护罩的切屑安息角调整为最优切屑安息角；
[0008]所述最优切屑安息角是通过切屑安息角优化模型获得的，即以工作台外护罩的热积聚最小化为控制目标，以工作台的顶端调节距离和底部调节距离为调控变量，以工作台与其外护罩的间隙以及工作台外护罩与机床内挡板的间距为约束条件。
[0009]其中，所述工作台外护罩，由金属薄板和绝热柔性板组成，并通过角度调整机构与干切滚齿机床的工作台连接，用于引导高温切屑快速流出到干切滚齿机床的外部。
[0010]所述安息角控制器，由运算分析单元、控制中枢和数据存储单元组成；运算分析单元根据外部输入的加工参数，并结合切屑安息角优化模型，确定最优切屑安息角，进而通过控制中枢向所述角度调整机构发出调整指令，同时通过数据存储单元对历史数据进行储存
从而形成便于以后直接调用的工艺参数库。
[0011]所述角度调整机构，由顶部调整机构和底部调整机构组成，设于工作台外护罩内部对应于工作台面并通过连杆与工作台上的铰链连接。
[0012]进一步，所述工作台外护罩由多个金属薄板和绝热柔性板连接形成环形护罩，并与顶部的环形护罩形成一体。
[0013]所述安息角控制器的运算分析单元在确定最优切屑安息角时，是通过干切滚齿机床的切屑安息角优化模型所获得的。
[0014]所述干切滚齿机床的切屑安息角优化模型为：
[0015]F(x
t
,x
b
)＝minQ
total
[0016][0017]式中，Q
total
为切屑向工作台外罩传递的热量，具体根据切屑流动规律和干切滚齿机床结构建立其关于调控变量x
t
、x
b
的函数模型；x
t
为顶端调节距离，即工作台外罩上端在原始位置上的水平移动距离；x
b
为底部调节距离，即工作台外罩下端在原始位置上的水平移动距离；h2为工作台下段的高度；h3，R1，R2为干切滚齿机床工作台结构参数；R
t
为工作台外罩上端与工作台中心轴的距离；R
b
为工作台外罩下端与工作台中心轴的距离；l
t
为调控变量x
t
的调控区间长度；l
b
为调控变量x
b
的调控区间长度；l1为工作台外罩与工作台距离；
[0018]当通过智能算法获得所述调控变量x
t
、x
b
的取值以后，将其代入切屑安息角α的数学模型中进行计算，即可获得最优切屑安息角。
[0019]所述切屑安息角α的数学模型包括：
[0020][0021]进一步，所述顶部和底部调整机构均由伺服电机、滑轨、套于滑轨上的滑板和连杆组成；所述伺服电机用于控制滑板在滑轨上移动，以实现工作台外护罩的顶边绕其底边的轴线做旋转运动，以及工作台外护罩底边的水平移动，从而调整切屑安息角大小。
[0022]所述金属薄板至少由上、左、右、前、后五块组成；左与上、前、后三块分别采用绝热柔性板连接，以调整切屑安息角的大小和避免运动干涉。
[0023]所述工作台外护罩的金属薄板为不锈钢材料，所述绝热柔性板为耐高温布。
[0024]相比现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0025]1、本专利技术切屑安息角智能控制系统是以工作台外护罩的热积聚最小化为控制目标，以工作台的顶端调节距离和底部调节距离为调控变量，以工作台与其外护罩的间隙以及工作台外护罩与机床内挡板的间距为约束条件；结合调整机构实现切屑安息角的定量控制，有利于降低经验不足引发的工作台排屑效果不良等问题。
[0026]2、本专利技术的安息角控制器能够适应加工参数的变化，自动地对切屑安息角进行实
时控制，有利于实现智能化高效排屑，提高排屑效率。
[0027]3、本专利技术通过控制切屑安息角，能够减少高温切屑在工作台上的堆积和传热量，有利于减少干切滚齿机床工作台的热变形，提高齿轮的加工精度。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的总体结构示意图；
[0029]图2为工作台的结构示意图；
[0030]图3为工作台外护罩的结构示意图；
[0031]图4为工作台外护罩接口处的局部示意图；
[0032]图5为角度调整机构的示意图；
[0033]图6为角度调整机构的安装位置示意图；
[0034]图7为安息角控制器的组成方框图；
[0035]图8为切屑安息角调控的示意图。
[0036]图中，1为工作台外护罩，2为角度调整机构，3为安息角控制器，4为工作台，5为机床内挡板，6为调整前的左薄板，7为调整后的左薄板；
[0037]1‑
1为金属薄板，1
‑
2为绝热柔性板，1
‑
3为左薄板的顶边，1
‑
4为左薄板的底边；
[0038]2‑
1为顶部调整机构，2
‑
2为底部调整机构，2
‑
3为角度传感器；
[003本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，其特征在于，包括：工作台外护罩、角度调整机构和安息角控制器；安息角控制器在得到最优切屑安息角以后，通过角度调整机构发出指令，从而将工作台外护罩的切屑安息角调整为最优切屑安息角；所述最优切屑安息角是通过切屑安息角优化模型获得的，即以工作台外护罩的热积聚最小化为控制目标，以工作台的顶端调节距离和底部调节距离为调控变量，以工作台与其外护罩的间隙以及工作台外护罩与机床内挡板的间距为约束条件。2.根据权利要求1所述干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，其特征在于，所述工作台外护罩，由金属薄板和绝热柔性板组成，并通过角度调整机构与干切滚齿机床的工作台连接，用于引导高温切屑快速流出到干切滚齿机床的外部。3.根据权利要求1所述干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，其特征在于，所述安息角控制器，由运算分析单元、控制中枢和数据存储单元组成；运算分析单元根据外部输入的加工参数，并结合切屑安息角优化模型，确定最优切屑安息角，进而通过控制中枢向所述角度调整机构发出调整指令，同时通过数据存储单元对历史数据进行储存从而形成便于以后直接调用的工艺参数库。4.根据权利要求1所述干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，其特征在于，所述角度调整机构，由顶部调整机构和底部调整机构组成，设于工作台外护罩内部对应于工作台面并通过连杆与工作台上的铰链连接。5.根据权利要求2所述干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，其特征在于，所述工作台外护罩由多个金属薄板和绝热柔性板连接形成环形护罩，并与顶部的环形护罩形成一体。6.根据权利要求3所述干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，其特征在于，所述安息角控制器的运算分析单元在确定最优切屑安息角时，是通过干切滚齿机床的切屑安息角优化模型所获得的。7.根据权利要求4所述干切滚齿机床的切屑安息角智能控制系统，其特征在于，所述顶部调整机构和底部调整机构均由伺服电机、滑轨、套于滑轨上的滑板和连杆组成；所述伺服电机用于控制滑板在滑轨上移动，以实现工作台...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜彦斌，李博，何浪，杨潇，陈鹏，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：
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