一种车切无缝接箍管的前卡定位装置，属于机械和电气应用技术领域。在REIKA机组的840D数控系统中，将精度为±50μm的磁栅位置传感器与NC数控机加编程结合起来，实现位置全闭环控制；前卡定位装置主要由前卡油缸、执行架、上下滑轨、前卡爪、磁栅位置传感器、球型连接关节六部分组成。前卡油缸由比例阀控制，靠液压动力推动油缸杆实现夹紧与放松动作；被实时测量的前卡装置的位置数据，通过总线传输给840D数控系统，经过NC与PLC计算后，控制比例阀实现前卡装置的精确定位。通过利用位置磁栅传感器的本体特点，再与现场设备相融合，可提高检测元件主动性自我防御能力。
【技术实现步骤摘要】
属于机械和电气应用
技术介绍
REIKA切管机的作用是将钢管切成指定长度的管箍，为后续管箍内螺纹的车丝做准备。车切符合工艺要求的无缝接箍管，必须精确定位前卡装置。实现REIKA切管机的前卡精确定位，是综合了数控加工、测量、计算机、PLC、自动控制等综合学科领域的技术，其中符合现场实际的精确测量是实现数控系统全闭环控制的前提。REIKA切管机前卡装置的定位，原本由直线型光栅尺来完成。尽管光栅尺具备合格的检测精度，但是它对安装要求 (静尺平行度0. Imm)与工况要求(动尺平行度0. 05mm)非常苛刻。现场的实际情况是 一方面在REIKA切管机前卡装置静止时，由于周围存在无法避免的震动源，导致光栅尺的静尺与动尺存在上下左右四个方向上的位移；更严重的震动还会产生激光头及其附件的磨损。测量偏差的出现使得REIKA切管机前卡装置不能正常定位。另一方面在REIKA切管机前卡装置往返运动中，由于震动源与设备各种间隙的存在，造成了前卡位置数据瞬间紊乱甚至丢失，最终造成光栅尺和刀具(刀头、刀夹、刀架)、卡具的非正常损耗。该直线型光栅尺标注为易损部位，属于经常性更换的元器件。由于光栅尺磨损，使得现在的精度误差在士2mm，每年需更换35根光栅尺，同时刀具(刀头、刀夹、刀架)消耗严重，卡具也多次遭受到不同程度的损伤。从目前长期大批量生产的实际情况看，光栅尺经常性损坏严重影响接箍生产的正常运行，制约着接箍的产量和质量的提升。REIKA切管机前卡装置不能精确定位、数控加工程序及PLC程序不完善是光栅尺损坏及刀具与卡具非正常损耗的主要原因。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种定位精确、操作灵活、运行平稳可靠、使用寿命长的车切无缝接箍管的前卡定位装置。本专利技术的技术解决方案1，在检测元件的主动性自我防御方面，通过提高检测元件使用寿命来降低生产成本、恢复机床精度。2，在自动化和数控加工两个方面，实现REIKA切管机前卡装置的精确定位及保护措施的嵌套合理性与严密性。本专利技术是这样实施的1，提高检测元件的主动性自我防御能力。为了提高检测元件使用寿命、降低生产成本及恢复机床精度，需要另寻一种更加适合现场环境、符合REIKA切管机前卡装置动作要求的检测设备。考虑到测量长度、测量精度、移动速度与自我防御能力方面，经过多次实验，最终决定在REIKA机组的840D数控系统中，将直线型光栅尺更换为BALLUF的直线型封闭式微脉冲磁栅位置传感器，并将该精度为士 50 μ M的磁栅位置传感器与NC数控机加编程结合起来，实现前卡位置全闭环控制。BALLUF的直线型封闭式微脉冲磁栅位置传感器因其具备一定的震动缓冲能力，并且从测量精度(士 50um)、移动速度(any)、测量长度(其有效检测距离为120mm，REIKA切管机前卡的移动范围是100mm)等方面也特别符合现场实际的要求。它在专用高精密REIKA 切管机上得到应用是一种创新。2，在自动化和数控加工方面实现REIKA切管机前卡装置的精确定位及保护措施的嵌套合理性与严密性。自动化方面，通过打通数据通路，充分利用CNC的多通道快速处理能力，把NCU采集的数据与NC及PLC有机结合起来，确定诸多单元数据传输的格式及内容，实现REIKA切管机前卡装置的精确定位。机床加工方面，在现有机床加工程序的基础上，寻找控制要点，编译关键保护性用户程序，实现安全措施的嵌套合理性与严密性。通过实施本专利技术，可以使REIKA切管机恢复到原有的技术指标所要求的控制精度，使单机作业率大幅提升，产品质量和加工节奏达到设计标准；同时增加设备单体器件的使用寿命，经济效益显著；并且极大地提高员工的创新能力和自信心。四附图说明图1为前卡定位装置的结构示意图。图2为840D数控系统控制前卡油缸定位的原理示意图。图中1 后腔油管；2 前腔油管；3 前卡油缸；4 前卡油缸固定螺栓；5 联接螺栓；6 =C型动作执行架的上滑轨；7 =C型动作执行架的下滑轨；8 =C型动作执行架；9 前卡爪；10 磁栅位置传感器；11 磁感应头；12 球型连接关节；13 联接直杆；14 支架；15 油缸杆；16 螺栓；17 固定螺栓；18 比例阀。五具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例11，REIKA切管机前卡装置实际位置的精确测量与准确定位，是实现车切符合工艺要求的无缝接箍管的前提，同时也是提高检测元件使用寿命、降低生产成本、恢复机床精度的保障。鉴于REIKA切管机前卡定位装置存在的问题，结合测量长度、测量精度、移动速度等诸多因素，经过多次试验最终决定使用BALLUF的直线型封闭式微脉冲磁栅位置传感器来代替光栅尺。1. LREIKA切管机无缝接箍管的前卡定位装置主要由前卡油缸3、C型动作执行架 8、C型动作执行架滑轨6和7、前卡爪9、磁栅位置传感器10、球型连接关节12等六部分组成。其中前卡油缸3由比例阀18控制，靠液压动力推动油缸杆15实现工艺要求的夹紧与放松动作。其定位原理如下所述当前卡油缸(3)的后腔油管(1)进油、前腔油管O)出油时，油缸杆(1 推动C型动作执行架(8)在C型动作执行架滑轨(6和7)上移动，前卡爪 (9)在C型动作执行架(8)的带动下向右移动，并完成工艺要求的夹紧动作；同时磁栅位置传感器(10)通过球型连接关节(12)、联接直杆(13)与C型动作执行架(8) —起移动。被实时测量的无缝接箍管前卡装置的位置数据，通过总线传输给840D数控系统，经过NC与 PLC计算后，控制比例阀18，实现无缝接箍管前卡装置的精确定位(如图2所示)。1.2，因为球型连接关节12可以在垂直方向18°范围内移动；水平方向360°转动，并且具备一定的震动缓冲能力，这一方面避免了静止时各种大的震动源造成的检测误差；另一方面消除了 REIKA切管机前卡装置动作过程中由于间隙所产生的测量误差。通过利用磁栅位置传感器10的本体特点，再与现场设备相融合，提高了检测元件主动性自我防御能力。2，REIKA切管机前卡定位装置的逻辑控制者是PLC(如图2所示)、动作执行者是比例阀18、位置回馈检测靠磁栅位移传感器10。它的定位原理十分简单按照接箍料的不同规格、结合NC传送过来的“X”轴/ “U”轴的实际位置，REIKA切管机前卡得到了相应的位置给定值。这个位置给定值和实际位置之间的差产生了修正量Xd。修正量Xd经过规格化后由模拟量输出通道送给比例阀18作为给定，控制REIKA前卡的动作。随着预定位置的逼近，Xd逐渐减少，直至预定位置到达后REIKA前卡停止动作。实现REIKA切管机前卡装置的精确定位，必须把NC及PLC的编程有机地结合起来，才可以既能实现对前卡的精确定位，又能实现工艺节奏的快速性和对设备的多重保护。 因为由NC控制器计算的“X”轴/ “U”轴位置，分别来自通道1和通道2，所以必须在NC、PLC 之间进行数据交换，以使整个系统都在程序控制之中。具体措施如下2. 1，PCL读取NC的数据——“X”轴位置、“U”轴位置数据的获取首先利用NC_var Selector选择REIKA切管机床通道1和通道2所编程的位置变量，将NC传来的“X”轴位置变量放入DB207. DBD8中；将NC传来的“U”轴位置变量放入 DB207. DBD16本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭利中，赵海燕，李晓，郭金甫，蔺俐枝，康照斌，赵琴娜，孙晖，闫树新，哈鑫，
申请(专利权)人：内蒙古包钢钢联股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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