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1、深孔鉆鏜床刀具的扭矩保護設計1引言深孔鉆鏜床主要用于深孔鉆孔，擴孔，鏜孔等深孔加工。但由于加工深度常達到十幾米甚至幾十米，在加工過程中，刀具損壞狀況很難掌握，通常都由操作者根據自己的工作經驗來判斷。因此當刀具損壞時，十分不容易被發(fā)現，常常會影響加工的精度，并造成生產上的損失，甚至使機床受到損壞。經過多年的摸索實踐總結出如下方法，很好地解決了這一問題。在普通的深孔鉆鏜床中，床頭箱主軸，鉆桿箱主軸通常選用直流調速裝置控制直流電機來實現調速。直流調速具有調速范圍寬，低速性能好等特點。2工作原理在正常加工過程中，隨著鉆孔的深入，刀具所受鉆削扭矩
2、基本保持不變，電機的功率也基本保持不變。當刀具損壞后，則刀具所受扭矩變大，從而引起電機電流增大，通過PLC的模擬量輸入模塊將檢測到模擬量信號轉變?yōu)閿底至啃盘枺肞LC的運算功能與設定值進行比較，來確定刀具是否損壞。利用調速裝置的模擬量輸出口將檢測到的電流信號轉換成0~10V電壓信號，輸出到PLC的模擬量輸入模塊進行A/D模數轉換，然后與設定值進行比較。這個設定值由工藝人員根據工件材質，刀具，加工量等參數計算得到，通過拔段開關來選擇。當檢測值大于設定值20%時，則判定扭矩過載，即刀具受損，PLC發(fā)出報警，停止加工，更換刀具,工件加工示意
3、圖如圖1所示。圖1加工示意圖2.1硬件配置檢測系統(tǒng)選件主要有直流調速裝置6RA24，用于檢測電機電流;PLC為歐姆龍公司的CQM1H主機，和其模擬量輸入模塊，用于進行模數轉換及比較運算;100Ω/0.5w電阻10個，用于扭矩設定粗調;電位器3kΩ/1w1個,用于扭矩設定精調;撥段開關1個，用于扭矩設定選擇。裝置輸出電壓U2，給定電壓U1。2.2檢測系統(tǒng)檢測系統(tǒng)框圖如圖2所示,檢測數據如附表。2.3信號采樣的處理與比較接通刀具扭矩保護開關后，延時30S后，開始對U1，U2進行信號采樣。將U1，U2信號分別采樣1次，作為1組。每隔1S采樣1
4、次，并將采樣信號經過模數轉換，傳輸到PC的內部作運算。采取5組數據，并將每1組中的2個數據進行比較。只有當5組信號中的U2均大于U1的20%時，才認為扭矩過載，發(fā)出報警。如果只有1，2組信號是U2大于U1的20%，則認為是加工零件中有硬點或有其它的干擾信號，可以忽略，然后重新進行采樣。圖2系統(tǒng)控制框圖2.4部分控制程序3LD0000;選擇扭矩比較TIMT001#0300LDT001ANDNOTT003TIMT002#0010LDT002TIMT003#0010LDT002MOV(21)232;讀入數據DM0012;將232中內容傳送到D
5、M0012LDT002MOV(21)233;讀入數據DM0014;將233中內容傳送到DM0014LD0000CMP(20)DM0012;進行比較DM0014AND25505;結果為真時則20000輸出OUT20000LD20000SUB(31)DM0012DM0014;從DM0012中內容減去DM0014DM0010;中內容并將結果置于DM0010LD20000MUL(32)DM0010#0005DM0016LD20000CMP(20)DM0016DM0014AND25505OUT01000;DM0010中內容若大于;DM0014內容
6、的20%，則;01000輸出報警，停止加工。3結論這種控制電路檢測方法已經多次應用于機床設計，實踐證明是行之有效的。如果將此設計電路稍作變化，也可以應用于數控機床上。十分方便地解決深孔加工中的刀具扭矩保護的設計。參考文獻3[1]齊占山.機床電氣控制技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,1998.[2]常健生.檢測與轉換技術[M].長春:吉林工業(yè)大學出版社,1998.[3]OMRONCQM1H可編程序控制器使用手冊.[4]張曉坤.可編程序控制器原理及應用[M].西安:西北工業(yè)大學出版社,2000.3
