《深孔钻镗床刀具的扭矩保护设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《深孔钻镗床刀具的扭矩保护设计（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 引言引言深孔钻镗床主要用于深孔钻孔，扩孔，镗孔等深孔加工。但由于加工深度常达到十几米甚至几十米，在加工过程中，刀具损坏状况很难掌握，通常都由操作者根据自己的工作经验来判断。因此当刀具损坏时，十分不容易被发现，常常会影响加工的精度，并造成生产上的损失，甚至使机床受到损坏。经过多年的摸索实践总结出如下方法，很好地解决了这一问题。在普通的深孔钻镗床中，床头箱主轴，钻杆箱主轴通常选用直流调速装置控制直流电机来实现调速。直流调速具有调速范围宽，低速性能好等特点。2 工作原理工作原理在正常加工过程中，随着钻孔的深入，刀具所受钻削扭矩基本保持不变，电机的功率也基本保持不变。当刀具损坏后，则刀具所受扭矩变
2、大，从而引起电机电流增大，通过 PLC 的模拟量输入模块将检测到模拟量信号转变为数字量信号，利用 PLC 的运算功能与设定值进行比较，来确定刀具是否损坏。利用调速装置的模拟量输出口将检测到的电流信号转换成 010V 电压信号，输出到 PLC的模拟量输入模块进行 A/D 模数转换，然后与设定值进行比较。这个设定值由工艺人员根据工件材质，刀具，加工量等参数计算得到，通过拔段开关来选择。当检测值大于设定值20%时，则判定扭矩过载，即刀具受损，PLC 发出报警，停止加工，更换刀具, 工件加工示意图如图 1 所示。图图 1 加工示意图加工示意图2.1 硬件配置检测系统选件主要有直流调速装置 6RA24，
3、用于检测电机电流;PLC 为欧姆龙公司的CQM1H 主机，和其模拟量输入模块，用于进行模数转换及比较运算;100/0.5w 电阻 10个，用于扭矩设定粗调;电位器 3k/1w1 个 ,用于扭矩设定精调;拨段开关 1 个，用于扭矩设定选择。装置输出电压 U2，给定电压 U1。2.2 检测系统 检测系统框图如图 2 所示, 检测数据如附表。 2.3 信号采样的处理与比较接通刀具扭矩保护开关后，延时 30S 后，开始对 U1，U2 进行信号采样。将 U1，U2 信号分别采样 1 次，作为 1 组。每隔 1S 采样 1 次，并将采样信号经过模数转换，传输到 PC的内部作运算。采取 5 组数据，并将每
4、1 组中的 2 个数据进行比较。只有当 5 组信号中的U2 均大于 U1 的 20%时，才认为扭矩过载，发出报警。如果只有 1，2 组信号是 U2 大于U1 的 20%，则认为是加工零件中有硬点或有其它的干扰信号，可以忽略，然后重新进行采样。图图 2 系统控制框图系统控制框图2.4 部分控制程序LD 0000 ;选择扭矩比较TIM T001#0300LD T001AND NOT T003TIM T002#0010LD T002TIM T003#0010LD T002 MOV(21) 232 ;读入数据DM0012 ;将 232 中内容传送到 DM0012 LD T002 MOV(21) 233
5、 ;读入数据DM0014 ;将 233 中内容传送到 DM0014LD 0000 CMP(20) DM0012 ;进行比较 DM0014 AND 25505 ;结果为真时则 20000 输出OUT 20000LD 20000SUB(31) DM0012DM0014 ;从 DM0012 中内容减去 DM0014DM0010 ;中内容并将结果置于 DM0010LD 20000MUL(32) DM0010#0005DM0016LD 20000CMP(20) DM0016DM0014AND 25505OUT 01000 ;DM0010 中内容若大于;DM0014 内容的 20%，则;01000 输出报警，停止加工。3 结论结论 这种控制电路检测方法已经多次应用于机床设计，实践证明是行之有效的。如果将此设计电路稍作变化，也可以应用于数控机床上。十分方便地解决深孔加工中的刀具扭矩保护的设计。参考文献参考文献1 齐占山. 机床电气控制技术M. 北京:机械工业出版社,1998.2 常健生. 检测与转换技术M. 长春:吉林工业大学出版社,1998.3 OMRON CQM1H 可编程序控制器使用手册.4 张晓坤. 可编程序控制器原理及应用M.西安:西北工业大学出版社,2000
