一種刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是一種刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，屬于數(shù)控機(jī)床功能部件性能檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]刀庫是數(shù)控加工中心的重要功能部件，用于存放各類加工刀具，主要包括圓盤式刀庫、鏈?zhǔn)降稁?、斗笠式刀庫、傘式刀庫等，本實用新型涉及的刀套用于圓盤式刀庫和鏈?zhǔn)降稁欤淇煽啃运街苯佑绊懙稁斓目煽啃运?，進(jìn)而影響機(jī)床整機(jī)的可靠性水平。通常刀庫在出廠時，刀套內(nèi)的鎖緊彈簧都是憑生產(chǎn)經(jīng)驗進(jìn)行調(diào)整，至于鎖緊彈簧對刀柄在插刀、拔刀動作時所施加的最大阻力，即插刀力和拔刀力的測量缺乏方便有效的檢測系統(tǒng)。另外，刀庫在長期運行時，刀套內(nèi)的鎖緊螺釘會出現(xiàn)松動，鎖緊彈簧會出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象，導(dǎo)致插刀力、拔刀力異常，以致出現(xiàn)掉刀等系統(tǒng)故障。因此，需要研究一種刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，能夠方便快捷直觀地檢測刀套的插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)，以便及時地調(diào)整或更換刀套內(nèi)的鎖緊彈簧，從而提高刀庫和加工中心的可靠性水平。
[0003]目前，國外的同類檢測系統(tǒng)造價高昂且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而國內(nèi)僅有吉林大學(xué)對加工中心ATC系統(tǒng)插刀力和拔刀力的檢測有過研究，但無論機(jī)械結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)構(gòu)成及測試方法均不相同，且檢測過程極不便利、直觀，其專利說明如下。中國專利公布號為CN104175179A，公布日為2014-12-03，發(fā)明名稱為“加工中心ATC系統(tǒng)拔刀力與插刀力的檢測系統(tǒng)及方法”，該專利中將刀柄做了改型設(shè)計，將測力傳感器和采集數(shù)據(jù)的存儲卡都置于改型刀柄中，獲得插刀力、拔刀力時需要先停止試驗取出改型刀柄中的存儲卡，再由計算機(jī)讀取存儲卡數(shù)據(jù)經(jīng)過一系列分析得到，很不方便、直觀，并且若需調(diào)整刀套內(nèi)鎖緊彈簧，則需不斷重復(fù)前述過程，十分繁瑣，嚴(yán)重影響檢測效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決當(dāng)前國內(nèi)刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)匱乏，且僅有的檢測系統(tǒng)檢測過程不夠便利和直觀，同時解決國外這類檢測系統(tǒng)造價高昂、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，本實用新型提供了一種刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)。采取的技術(shù)方案如下所述:
[0005]所述的刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)由機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊、控制模塊、氣路模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊組成；所述的機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊包括底座、滑動支撐板、導(dǎo)軌軸、氣缸支架、刀柄導(dǎo)向架、傳感器安裝架、第一連接件、第二連接件、直線軸承、刀柄導(dǎo)向軸、夾頭壓帽、筒夾、刀柄、刀套、刀套固定座。所述的控制模塊包括PLC、繼電器、三位五通電磁換向閥、第一磁性開關(guān)、第二磁性開關(guān)。
[0006]所述的氣路模塊包括空氣壓縮機(jī)、氣源處理三聯(lián)件、三位五通電磁換向閥、單向節(jié)流閥、氣缸。所述的數(shù)據(jù)采集和處理模塊包括拉壓力傳感器、信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集卡、工控機(jī)、第三磁性開關(guān)。
[0007]按照技術(shù)方案所述的刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊以底座為基準(zhǔn)，在底座上安裝氣缸支架、一對導(dǎo)軌軸、刀柄導(dǎo)向架和傳感器安裝架，氣缸安裝在氣缸支架上?；瑒又伟逖b入直線軸承后由一對導(dǎo)軌軸穿過，氣缸伸出軸與滑動支撐板右端通孔螺母鎖緊固連，滑動支撐板上安裝有刀套固定座和刀套。刀柄通過筒夾和夾頭壓帽的組合將刀柄導(dǎo)向軸夾緊，刀柄導(dǎo)向軸穿過刀柄導(dǎo)向架上的直線軸承。通過螺紋連接，從左至右依次將刀柄導(dǎo)向軸、第一連接件、拉壓力傳感器、第二連接件固連，最后將第二連接件穿過傳感器安裝架并通過一對螺母鎖緊在傳感器安裝架上。
[0008]按照技術(shù)方案所述的刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于:通過氣缸伸出軸與滑動支撐板固連，其可推動滑動支撐板沿導(dǎo)軌軸順暢滑動，從而與刀柄完成插刀、拔刀動作。
[0009]按照技術(shù)方案所述的刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于:刀柄與刀套的軸向距離可以通過第二連接件穿過傳感器安裝架的伸出量來調(diào)節(jié)，將刀柄調(diào)整到可以正常完成插刀、拔刀動作的位置后通過一對螺母將第二連接件鎖緊在傳感器安裝架上。
[0010]按照技術(shù)方案所述的刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制模塊中，PLC輸出端與兩個繼電器的控制端相連，兩個繼電器輸出端分別與三位五通電磁換向閥兩端的電磁鐵相連，同時在氣缸支柱的兩端分別放置第一磁性開關(guān)和第二磁性開關(guān)，兩個磁性開關(guān)分別與PLC輸入端相連。
[0011]按照技術(shù)方案所述的刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的氣路模塊中，空氣壓縮機(jī)出氣口與氣源處理三聯(lián)件的進(jìn)氣口相連，氣源處理三聯(lián)件的出氣口與三位五通電磁換向閥的進(jìn)氣口相連，三位五通電磁換向閥的兩個出氣口分別與單向節(jié)流閥的進(jìn)氣口相連，單向節(jié)流閥的出氣口分別與氣缸的進(jìn)氣口相連。
[0012]按照技術(shù)方案所述的刀庫刀套插刀力、拔刀力及工作狀態(tài)檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集和處理模塊中，拉壓力傳感器輸出端與信號調(diào)理器輸入端相連，信號調(diào)理器輸出端和第三磁性開關(guān)均與數(shù)據(jù)采集卡輸入通道相連，數(shù)據(jù)采集卡插在工控機(jī)的PCI插槽，其中第三磁性開關(guān)置于氣缸支柱上。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比本實用新型的有益效果是:
[0014]1、本實用新型為刀庫生產(chǎn)廠提供了一種刀套插刀力、拔刀力的檢測系統(tǒng)，利于生產(chǎn)廠控制出廠刀套的質(zhì)量。
[0015]2、本實用新型可以在刀庫的不同工作時刻，對同一刀套進(jìn)行插刀力、拔刀力檢測，得到其工作狀態(tài)，方便對刀套進(jìn)行調(diào)整或更換，使刀套維持在一個正常的工作狀態(tài)，提高了刀庫的可靠性水平。
[0016]3、本實用新型可以連續(xù)進(jìn)行插刀、拔刀動作模擬，得到刀套插刀力、拔刀力隨插拔刀次數(shù)的變化關(guān)系，即刀套的疲勞效應(yīng)，為刀庫生產(chǎn)廠提供了一些數(shù)據(jù)。
[0017]4、本實用新型的結(jié)構(gòu)、操作均很簡單，在插刀、拔刀動作時可以實時繪出所測力數(shù)據(jù)的曲線，并且插刀、拔刀動作完成后立即得到插刀力和拔刀力，非常直觀，提高了檢測效率。
[0018]5、本實用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)中，刀套僅由兩個定位銷實現(xiàn)定位和安裝，方便刀套的拆卸、安裝和更換。特別是需要調(diào)整刀套內(nèi)鎖緊彈簧時，反復(fù)地對刀套拆卸、調(diào)整、安裝、檢測，使得結(jié)構(gòu)帶來的便利更加明顯。
【附圖說明】
[0019]圖1機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖
[0020]圖1-1圖1中左側(cè)刀套處的局部放大圖
[0021]圖1-2圖1中右側(cè)傳感器處的局部放大圖
[0022]圖2機(jī)械結(jié)構(gòu)的爆炸視圖
[0023]圖3-1機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖的等軸測視圖1
[0024]圖3-2機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖的等軸測視圖2
[0025]圖4檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖
[0026]圖5控制模塊組成框圖
[0027]圖6氣動模塊組成框圖
[0028]圖7數(shù)據(jù)采集與處理模塊組成框圖
[0029]圖中，I——氣缸，2——底座，3——滑動支撐板，4——導(dǎo)軌軸，5——氣缸支架，6一一刀柄導(dǎo)向架，7一一傳感器安裝架，8—一第一連接件，9一一拉壓力傳感器，10一一第二連接件，11——直線軸承，12——刀柄導(dǎo)向軸，13——夾頭壓帽，14——筒夾，15——刀柄，16——刀套，17——刀套固定座，18——第三磁性開關(guān)，19——左定位銷，20——右定位銷，21 第一磁性開關(guān)，22 第二磁性開關(guān)，23 空氣壓縮機(jī)，24 氣源處理二聯(lián)件，25——三位五通電磁換向閥，26——單向節(jié)流閥，27——繼電器，28——PLC, 29——信號調(diào)理器，30 數(shù)據(jù)米集卡，31 工控機(jī)。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明:
[0031]圖4為檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖，本檢測系統(tǒng)由機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊、控制模塊、氣路模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊組成；所述的機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊包括底座(2)、滑動支撐板(3)、導(dǎo)軌軸
(4)、氣缸支架(5)、刀柄導(dǎo)向架￠)、傳感器安裝架(7)、第一連接件(8)、第二連接件(10)、直線軸承(11)、刀柄導(dǎo)向軸(12)、夾頭壓帽(13)、筒夾(14)、刀柄(15)、刀套(16)、刀套固定座(17)。所述的控制模塊包括PLC(28)、繼電器(27)、三位五通電磁換向閥(25)、第一磁性開關(guān)(21)、第二磁性開關(guān)(22)。所述的氣路模塊包括空氣壓縮機(jī)(23)、氣源處理三聯(lián)件(24)、三位五通電磁換向閥(25)、單向節(jié)流閥(26)、氣缸(I)。所述的數(shù)據(jù)采集和處理模塊包括拉壓力傳感器(9)、信號調(diào)理器(29)、數(shù)據(jù)采集卡(30)、工控機(jī)(31)、第三磁性開關(guān)
(18)。
[0032]圖1為機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖，圖2為機(jī)械結(jié)構(gòu)的爆炸視圖，圖3-1為機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖的等軸測視圖1，圖3-2為機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖的等軸測視圖2。機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊以底座(2)為基準(zhǔn)，在底座(2)中部凹槽內(nèi)安裝氣缸支架(5)，通過中間兩個定位銷定位并用四個螺栓將氣缸支架(5)與底座(2)固連。氣缸(I)的前端面與氣缸支架(5)左側(cè)通過四個螺栓固連，氣缸(I)伸出端的圓柱凸臺與氣缸支架(5)的通孔為間隙配合。在底座(2)右端凹槽的左側(cè)安裝刀柄導(dǎo)向架(6)，通過中部的定位鍵來定位并用兩個螺栓將刀柄導(dǎo)向架(6)與底座
(2)固連。在