【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及难断屑材料车削辅助断屑领域。主要涉及一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置及其工作方法。
技术介绍
1、制造过程根据工件材料的增减形式可分为增材制造和减材制造，减材制造一般是通过外力手段将工件多余材料去除的过程。按照加工形式的不同可分为车削、钻削、铣削、镗孔、拉削和研磨等加工形式。车削加工是在刀具与工件之间形成相对运动的情况下，刀具对工件形成推挤作用，工件在大应变率的条件下以切屑形式被去除的过程。车削加工过程中的切屑与刀具前刀面在力热耦合作用下不断发生挤压、拉伸等剧烈变形，根据被加工工件的材料及加工参数的不同，随着切削载荷的不断变化，一般情况下根据切屑形态的长度特征可分为带状切屑、节状切屑和崩碎切屑。
2、在切削塑性、粘性较大的材料时，常产生大量带状连续切屑，这类切屑易拉伤或划伤工件已加工表面，破坏已加工表面完整性，严重时会缠绕工件和刀具影响正常加工，这就需要人工参与处理缠绕切屑。对于自动化生产来说，为了减少人工参与度和提高加工表面质量，保证断屑的可靠性就显得尤为重要。因此，开发一种机械臂辅助断屑系统实现车削过程的有效断屑对自动化车削加工具有较大的工程实际意义。
3、专利cn 108115155 a《一种具有主动动力的断屑装置》，该专利利用横置在车刀上端的三面刃铣刀进行旋转断屑，具有断屑效率高等优势。但在机床适用性方面，该装置采用下壳体将其装置固定安装在刀架上端，三面刃铣刀只能针对固定加工刀具进行断屑工作。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：包括智能随动臂部分、主动断屑偏摆磁吸头部分、第一偏摆角度调节部分、第二偏摆角度调节部分；所述智能随动臂部分包括机床安装机架、t型杆端压、相机连接杆、流屑状态视觉捕捉相机、基座连接板、基座、轴向直线运动组件、轴向旋转运动臂a、轴向旋转运动臂b；所述主动断屑偏摆磁吸头部分包括包括铜轴套限位螺钉、薄型限位圆垫圈、支承铜轴套、固定刃断屑刀、双旋刃断屑飞刀、电磁偏摆座、断屑轴支承轴承、一组引屑电磁铁、电磁铁固定板、断屑轴、驱动轴联轴器、两自由度偏摆件、螺纹轴球副关节连杆、断屑驱动电机固定座、断屑驱动电机、一组驱动电机抱紧螺钉；第一偏摆角度调节部分包括第一偏摆角度调整动力模块、第一l型安装座、第一主动旋转偏摆杆、从动长双向摆杆、第一旋转十字销轴、第一h型双叉臂；第二偏摆角度调节部分包括第二偏摆角度调整动力模块、第二l型安装座、第二主动旋转偏摆杆、从动短双向摆杆、第二旋转十字销轴、第二h型双叉臂。
4、进一步，所述智能随动臂部分通过机床安装机架安装在数控车床内部；所述主动断屑偏摆磁吸头部分通过第一偏摆角度调节部分和第二偏摆角度调节部与轴向旋转运动臂b连接；所述流屑状态视觉捕捉相机通过相机连接杆与机床安装机架连接，用于检测车削过程中的切屑流向变化。
5、进一步，所述第一偏摆角度调整动力模块通过第一l型安装座与轴向旋转运动臂b固定连接；所述第一主动旋转偏摆杆与从动长双向摆杆球副端固定连接；所述第一h型双叉臂通过第一旋转十字销轴连接于从动长双向摆杆下端，第一h型双叉臂可绕第一旋转十字销轴的两个中心轴线旋转，当第一偏摆角度调整动力模块有动力输出时，第一主动旋转偏摆杆拉动从动长双向摆杆,通过第一h型双叉臂带动两自由度偏摆件实现偏摆引屑。
6、进一步，所述第二偏摆角度调整动力模块通过第二l型安装座与轴向旋转运动臂b固定连接；所述第二主动旋转偏摆杆与从动短双向摆杆球副端固定连接；所述第二h型双叉臂通过第二旋转十字销轴连接于从动短双向摆杆下端，第二h型双叉臂可绕第二旋转十字销轴的两个中心轴线旋转，当第二偏摆角度调整动力模块有动力输出时，第二主动旋转偏摆杆拉动从动短双向摆杆，通过第二h型双叉臂带动两自由度偏摆件实现偏摆引屑；通过所述第一偏摆角度调整动力模块和所述第二偏摆角度调整动力模块顺、逆时针转动配合，实现主动断屑偏摆磁吸头部分的智能朝向切屑追踪；所述两自由度偏摆件开设有矩形安装凹槽，所述矩形安装凹槽与电磁偏摆座的矩形上端面配合连接，利用矩形安装凹槽和矩形上端面的嵌套配合，实现两自由度偏摆件与电磁偏摆座的随动偏摆。
7、进一步，所述电磁偏摆座在圆周方向开设有4个倾斜导磁圆柱孔，一组引屑电磁均布于圆周方向的4个倾斜导磁圆柱孔内，通过尾端电磁铁固定片固定安装在电磁偏摆座顶端的倾斜安装平面上，通过控制一组引屑电磁铁形成动态磁力场辅助控制切屑流向；
8、进一步，所述断屑轴通过断屑轴支承轴承安装在电磁偏摆座内，用于驱动双旋刃断屑飞刀旋转；所述固定刃断屑刀连接在电磁偏摆座下端面，双旋刃转断屑飞刀在固定刃断屑刀的内环槽内旋转；所述双旋刃断屑飞刀开设有一字波纹状微小断屑刃；所述固定刃断屑刀开设有十字波纹状微小断屑刃，通过十字波纹状微小断屑刃与所述一字波纹状微小断屑刃的相对剪切运动，实现高速平稳断屑。
9、进一步，所述一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置的工作方法包括以下步骤：
10、步骤1：车削刀具对工件进行切削，智能随动臂部分带动主动断屑偏摆磁吸头部分移动至切削区域；
11、步骤2：流屑状态视觉捕捉相机捕捉切屑产生的实时图像信息，进行切屑流向预测分析；
12、步骤3：根据实时的切屑流向，第一偏摆角度调节部分与第二偏摆角度调节部分动态调整主动断屑偏摆磁吸头部分的朝向；
13、步骤4：通过动态调整一组引屑电磁铁的充磁顺序及磁通量，形成动态引屑磁力场，获得可控流向的切屑；
14、步骤5：双旋刃断屑飞刀进行旋转，切断流经固定刃断屑刀的切屑，直至切削结束。
15、本专利技术的有益效果如下：
16、1.本专利技术通过主动断屑偏摆磁吸头部分进行切屑引导与断屑，相比传统车削断屑技术，可实现不同切屑流向的多角度断屑操作，同时不受切削参数的影响，具有断屑适应范围广等优势。
17、2.本专利技术通过流屑状态视觉捕捉相机，根据所产生的切屑流向自主调整主动断屑偏摆磁吸头部分工作朝向，具有自动化程度高等优势。
18、3.本专利技术通过机床安装支架将智能随动臂部分内置于机床内部，通过智能随动臂部分带动主动断屑偏摆磁吸头部分进行移动，可对不同加工部分所产生的切屑进行断屑操作，具有集成化程度高等优势。
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1.一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：包括智能随动臂部分（1）、主动断屑偏摆磁吸头部分（2）、第一偏摆角度调节部分（3）、第二偏摆角度调节部分（4）；所述智能随动臂部分（1）通过机床安装机架（1-1）安装在数控车床（5）内部；所述主动断屑偏摆磁吸头部分（2）通过第一偏摆角度调节部分（3）和第二偏摆角度调节部分（4）与轴向旋转运动臂b（1-9）连接；
2.根据权利要求1所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：所述所述流屑状态视觉捕捉相机（1-4）安装在相机连接杆（1-3）前端，用于检测车削过程中的切屑流向变化。
3.根据权利要求1所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：第一H型双叉臂（3-6）可绕第一旋转十字销轴（3-5）的两个中心轴线旋转，通过第一H型双叉臂（3-6）带动两自由度偏摆件（2-12）实现偏摆引屑；第二H型双叉臂（4-6）可绕第二旋转十字销轴（4-5）的两个中心轴线旋转，通过第二H型双叉臂（4-6）带动两自由度偏摆件（2-12）实现偏摆引屑；通过所述第一偏摆角度调整动力模块（3-1）和所述第
4.根据权利要求1所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：所述电磁偏摆座（2-6）在圆周方向开设有4个倾斜导磁圆柱孔（Ⅰ），一组引屑电磁铁（2-8）均布于圆周方向的4个倾斜导磁圆柱孔（Ⅰ）内，通过尾端电磁铁固定片（2-9）固定安装在电磁偏摆座（2-6）顶端的倾斜磁铁安装平面（Ⅱ）上，通过控制一组引屑电磁铁（2-8）形成动态磁力场辅助控制切屑流向。
5.根据权利要求1所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：所述固定刃断屑刀（2-4）开设有内环槽（Ⅴ）；所述双旋刃断屑飞刀（2-5）安装在固定刃断屑刀（2-4）的内环槽（Ⅴ）中，双旋刃断屑飞刀（2-5）的长度比内环槽（Ⅴ）直径小0.5mm，保证双旋刃断屑飞刀（2-5）能够在内环槽（Ⅴ）中进行旋转切断流经切屑。
6.根据权利要求5所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：所述双旋刃断屑飞刀（2-5）开设有一字波纹状微小断屑刃（Ⅳ）；所述固定刃断屑刀（2-4）开设有十字波纹状微小断屑刃（Ⅵ），通过十字波纹状微小断屑刃（Ⅵ）与所述一字波纹状微小断屑刃（Ⅳ）的相对剪切运动，实现高速平稳断屑。
7.根据权利要求1所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：所述两自由度偏摆件（2-12）开设有矩形安装凹槽（Ⅶ），所述矩形安装凹槽（Ⅶ）与电磁偏摆座（2-6）的矩形安装上端面（Ⅲ）配合连接，利用矩形安装凹槽（Ⅶ）和矩形安装上端面（Ⅲ）的嵌套配合，实现两自由度偏摆件（2-12）与电磁偏摆座（2-6）的随动偏摆。
8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：包括智能随动臂部分（1）、主动断屑偏摆磁吸头部分（2）、第一偏摆角度调节部分（3）、第二偏摆角度调节部分（4）；所述智能随动臂部分（1）通过机床安装机架（1-1）安装在数控车床（5）内部；所述主动断屑偏摆磁吸头部分（2）通过第一偏摆角度调节部分（3）和第二偏摆角度调节部分（4）与轴向旋转运动臂b（1-9）连接；
2.根据权利要求1所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：所述所述流屑状态视觉捕捉相机（1-4）安装在相机连接杆（1-3）前端，用于检测车削过程中的切屑流向变化。
3.根据权利要求1所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：第一h型双叉臂（3-6）可绕第一旋转十字销轴（3-5）的两个中心轴线旋转，通过第一h型双叉臂（3-6）带动两自由度偏摆件（2-12）实现偏摆引屑；第二h型双叉臂（4-6）可绕第二旋转十字销轴（4-5）的两个中心轴线旋转，通过第二h型双叉臂（4-6）带动两自由度偏摆件（2-12）实现偏摆引屑；通过所述第一偏摆角度调整动力模块（3-1）和所述第二偏摆角度调整动力模块（4-1）输出轴的顺、逆时针转动配合，实现主动断屑偏摆磁吸头部分（2）的智能朝向切屑追踪。
4.根据权利要求1所述的一种可控磁力场引导主动追踪断屑系统装置，其特征在于：所述电磁偏摆座（2-6）在圆周方向开设有4个倾斜导磁圆柱孔（ⅰ），一组引屑电磁铁（2-8）均布于圆周方向的...
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