CN103273381B - 数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法 - Google Patents

数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103273381B
CN103273381B CN201310214959.0A CN201310214959A CN103273381B CN 103273381 B CN103273381 B CN 103273381B CN 201310214959 A CN201310214959 A CN 201310214959A CN 103273381 B CN103273381 B CN 103273381B
Authority
CN
China
Prior art keywords
milling head
main milling
torque
moment
torsion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201310214959.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103273381A (zh
Inventor
曲改玉
周辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jier Machine Tool Group Co Ltd
Original Assignee
Jier Machine Tool Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jier Machine Tool Group Co Ltd filed Critical Jier Machine Tool Group Co Ltd
Priority to CN201310214959.0A priority Critical patent/CN103273381B/zh
Publication of CN103273381A publication Critical patent/CN103273381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103273381B publication Critical patent/CN103273381B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明的数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法，是对镗杆和滑枕伸出造成的扭矩衰减进行计算，同时利用数控功能实时采集主铣头实际扭矩，在设定时间内将主铣头实际扭矩与计算允许扭矩实时比较、动态监控，将主铣头扭矩限制在允许的范围内。本发明的有益效果是：整个控制过程便于操作和掌握，同时耗时较少。避免了超负荷运转主铣头和附件铣头，避免对主铣头和附件铣头损坏或精度破坏。保护了机床轴在允许范围内受力，延长了机床的精度寿命。

Description

数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法
技术领域
本发明涉及一种数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法。
背景技术
数控落地铣镗床上的镗杆位于滑枕内，镗杆和滑枕都可以伸缩移动，镗杆在W轴方向向外伸出，主铣头扭矩会随镗杆伸出按规律衰减，镗杆伸出越长，扭矩衰减越大。若镗杆在伸出较大的位置进行大扭矩切削，超出其允许的扭矩限制值，镗杆振动严重，影响镗杆精度进而影响加工精度，因此需要根据镗杆位置进行主铣头的扭矩限制。同样滑枕在Z轴方向上向外伸出时，主铣头扭矩随滑枕伸出也是按照一定的规律衰减，需要根据滑枕位置进行主铣头的扭矩限制。当镗杆、滑枕同时伸出时，主铣头扭矩衰减应按规律进行叠加。
主铣头上装有附件铣头时，由于各个附件铣头的扭矩与主铣头不同，根据附件铣头的机械特性，也必须进行附件铣头扭矩限制。装有不同附件铣头时，通过附件铣头识别开关识别出不同附件铣头，算出附件铣头铣头与主铣头扭矩的百分比，利用840D数控系统的PLC接口信号与驱动参数的对应关系，填写在对应的驱动参数中，对每个附件铣头扭矩设置一个固定值，进行限制。然而固定值限制不能真实反映镗杆或滑枕在一定位置主铣头能够允许承受的最大扭矩值。
目前的数控落地铣镗床往往忽视了主铣头和附件铣头的额定扭矩限制，超负荷运转主铣头和附件铣头，会造成主铣头和附件铣头损坏或精度破坏。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法。
本发明是通过以下措施实现的：
本发明的一种数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法，包括以下步骤：
步骤1：分别建立镗杆在W轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t1和滑枕在Z轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t2；
步骤2：当滑枕伸出位移SZ小于等于最大行程的一半，则进行步骤3；当滑枕伸出位移SZ大于最大行程的一半，则进行步骤4；
步骤3：根据步骤1中的特性曲线图t1，通过直线斜率公式推导出主铣头的扭矩限制值Y1＝Nmax*(Kw*SW+Bw)；
其中，Nmax—主铣头最大扭矩，Kw—特性曲线图t1中的直线斜率，
Bw—常数值，SW—镗杆在W轴方向伸出位移值；
步骤4：根据步骤1中的特性曲线图t1、t2，通过直线斜率公式推导出主铣头的扭矩限制值Y1＝Nmax*(Kz*SZ+Bz)(Kw*SW+Bw)；
其中，Nmax—主铣头最大扭矩，Kz—特性曲线图t2中的线斜率，Bz—常数值，SZ滑枕在Z轴方向伸出位移值；
步骤5：数控系统自动实时采集主铣头的驱动电机实际扭矩值T，结合主铣头所在档位，得出主铣头实际扭矩值Y3，Y3＝T*α，计算在一定时间周期内的平均扭矩值Y4；
其中，T—主铣头的驱动电机实际扭矩，α—档位传动比；
步骤6：当滑枕伸出位移SZ小于等于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于此位置计算允许扭矩Y1；当滑枕伸出位移SZ大于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于此位置计算允许扭矩Y1′。并将比较结果传送给PLC控制器，如果是，则进行步骤7；如果否，则继续运行；
步骤7：发出警报、停机或者PLC控制器控制调低功率。
上述如果在主铣头上安装了附件铣头，且确定附件铣头的扭矩限制值Y2，在步骤6中，当滑枕伸出位移SZ小于等于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于相同时间的Y1和Y2中的最小值；当滑枕伸出位移SZ大于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于相同时间的Y1′和Y2中的最小值。如果是，则进行步骤7；如果否，则继续运行。
本发明的有益效果是：整个控制过程便于操作和掌握，同时耗时较少。经应用验证，避免了超负荷运转主铣头和附件铣头，避免对主铣头和附件铣头损坏或精度破坏。保护了机床轴在允许范围内受力，延长了机床的精度寿命。
附图说明
图1为镗杆在W轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t1。
图2为滑枕在Z轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t2。
图3为本发明的流程框图。
具体实施方式
本发明的数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法，是对镗杆和滑枕伸出造成的扭矩衰减进行计算，同时利用数控功能实时采集主铣头实际扭矩，在设定时间内将主铣头实际扭矩与计算允许扭矩实时比较、动态监控，将主铣头扭矩限制在允许的范围内。
如图3所示，现在以实施例进行说明：首先分别建立镗杆在W轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t1和滑枕在Z轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t2；如图1、图2所示。设主铣头允许的最大扭矩为7200NM，Z轴行程1200mm(0﹏-1200mm)，W轴行程1200mm(0﹏-1200mm)，主铣头低档变比为16.018，主铣头高档变比为3.762。
(1)当滑枕伸出位移SZ小于等于最大行程的一半，将数值带入直线斜率公式：Y1＝Nmax*(Kw*SW+Bw)，其中，Nmax—主铣头最大扭矩，Kw—特性曲线图t1中的直线斜率，Bw—常数值，SW—镗杆在W轴方向伸出位移值。推导出主铣头的扭矩限制值Y1的关系式：
Y1＝7200*(0.00042*SW+1)    ①。
(2)当滑枕伸出位移SZ大于最大行程的一半，此时镗杆、滑枕同时伸出，主铣头扭矩衰减应按规律进行叠加，因此采用直线斜率公式：
Y1′＝Nmax*(Kz*SZ+Bz)(Kw*SW+Bw)；其中，Nmax—主铣头最大扭矩，Kz—特性曲线图t2中的线斜率，Bz—常数值，SZ滑枕在Z轴方向伸出位移值。将数值带入推导出主铣头的扭矩限制值Y1′的关系式：
Y1′＝7200*(0.00083*SZ+1.498)(0.00042*SW+1)   ②。
将在某一时间时的SZ和SW带入公式①或公式②，就可以计算出主铣头的扭矩限制值Y1′。
数控系统自带有数据采集功能，自动实时采集主铣头的驱动电机实际扭矩值T，结合主铣头所在档位，得出主铣头实际扭矩值Y3，Y3＝T*α，计算在一定时间周期内的平均扭矩值Y4；T—主铣头的驱动电机实际扭矩，α—档位传动比。当滑枕伸出位移SZ小于等于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于相同时间的Y1；当滑枕伸出位移SZ大于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于此位置计算允许扭矩Y1′。并将比较结果传送给PLC控制器，如果是，说明主铣头实时的扭矩已经超出承受范围，在运行就有损坏的危险，则发出警报、停机、PLC控制器控制调低功率或其他处理，以免损伤机械传动件。如果否，则继续运行。
如果在主铣头上安装了附件铣头，且确定附件铣头的类型，选取该类型的附件铣头的扭矩限制值Y2，实时比较平均扭矩值Y4是否大于相同时间的Y1(或Y1′)和Y2中的最小值，如果是，则说明主铣头或附件铣头实时的扭矩已经超出承受范围，在运行就有损坏的危险，发出警报、停机、PLC控制器控制调低功率或其他处理，以免损伤机械传动件。如果否，则继续运行。
以滑枕、镗杆在任意位置时主铣头允许的扭矩值为依据，通过实时采集主铣头的实际扭矩，将主铣头允许扭矩和实际扭矩实时比较，动态监控，将主铣头扭矩限制在允许的范围内，保护机床轴在允许范围内受力，延长机床的精度寿命。同时对机床不同的附件铣头进行动态扭矩限制，保护附件铣头受力在允许范围内，延长附件铣头使用寿命。
以上所述仅是本专利的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本专利的保护范围。

Claims (2)

1.一种数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法，其特征在于，包括以
下步骤：
步骤1：分别建立镗杆在W轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t1和滑枕在Z轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t2；
步骤2：当滑枕伸出位移SZ小于等于最大行程的一半，则进行步骤3；当滑枕伸出位移SZ大于最大行程的一半，则进行步骤4；
步骤3：根据步骤1中的特性曲线图t1，通过直线斜率公式推导出主铣头的扭矩限制值Y1=Nmax*(Kw* SW +Bw)；
其中，Nmax—主铣头最大扭矩，Kw—特性曲线图t1中的直线斜率，Bw—常数值，SW—镗杆在W轴方向伸出位移值；
步骤4：根据步骤1中的特性曲线图t1、t2，通过直线斜率公式推导出主铣头的扭矩限制值Y1′= Nmax*(Kz* SZ +Bz) (Kw* SW +Bw)；其中，Nmax—主铣头最大扭矩，Kz—特性曲线图t2中的线斜率， Bz—常数值，SZ滑枕在Z轴方向伸出位移值；
步骤5：数控系统自动实时采集主铣头的驱动电机实际扭矩值T，结合主铣头所在档位，得出主铣头实际扭矩值Y3，Y3=T *α ，计算在一定时间周期内的平均扭矩值Y4；其中，T—主铣头的驱动电机实际扭矩，α—档位传动比；
步骤6：当滑枕伸出位移SZ小于等于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于此位置计算允许扭矩Y1；当滑枕伸出位移SZ大于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于此位置计算允许扭矩Y1′；并将比较结果传送给PLC控制器，如果是，则进行步骤7；如果否，则继续运行；
步骤7：发出警报、停机或者PLC控制器控制调低扭矩。
2.根据权利要求1所述数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法，其特征在于：如果在主铣头上安装了附件铣头，且确定附件铣头的扭矩限制值Y2，在步骤6中，当滑枕伸出位移SZ小于等于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于相同时间的Y1和Y2中的最小值；当滑枕伸出位移SZ大于最大行程的一半时，实时比较平均扭矩值Y4是否大于相同时间的Y1′和Y2中的最小值；
如果是，则进行步骤7；如果否，则继续运行。
CN201310214959.0A 2013-06-03 2013-06-03 数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法 Active CN103273381B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310214959.0A CN103273381B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310214959.0A CN103273381B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103273381A CN103273381A (zh) 2013-09-04
CN103273381B true CN103273381B (zh) 2015-06-17

Family

ID=49056058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310214959.0A Active CN103273381B (zh) 2013-06-03 2013-06-03 数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103273381B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108555692A (zh) * 2017-12-29 2018-09-21 四川明日宇航工业有限责任公司 用于军用飞机零件铣加工中的铣削参数调整方法
DE102018206865B4 (de) * 2018-05-04 2021-08-05 Audi Ag Verfahren zur Bearbeitung eines Rohbauteils durch eine Bearbeitungsmaschine und Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung eines Rohbauteils
CN108746733B (zh) * 2018-05-30 2019-09-24 中国航发动力股份有限公司 一种航空发动机盘件孔内壁表面完整性加工过程监控方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523701A (en) * 1994-06-21 1996-06-04 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method and apparatus for monitoring machine performance
JP2000117587A (ja) * 1998-10-15 2000-04-25 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置
CN101281400A (zh) * 2007-08-21 2008-10-08 四川普什宁江机床有限公司 一种数控深孔钻床双重过载保护方法
CN101434045A (zh) * 2008-12-05 2009-05-20 华中科技大学 一种数控机床电机电流与切削负荷关系标定装置
CN101762371A (zh) * 2010-01-29 2010-06-30 重庆建设摩托车股份有限公司 旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置及测试方法
CN102554700A (zh) * 2011-12-22 2012-07-11 沈机集团昆明机床股份有限公司 基于电流信号的数控机床双电机消隙机构预紧扭矩测定方法
CN102707665A (zh) * 2012-06-05 2012-10-03 汉川机床集团有限公司 数控卧式铣镗床镗轴的安全运行控制方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100579083B1 (ko) * 2002-12-30 2006-05-12 두산인프라코어 주식회사 공작기계의 공구 이상 검출장치 및 검출방법

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5523701A (en) * 1994-06-21 1996-06-04 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Method and apparatus for monitoring machine performance
JP2000117587A (ja) * 1998-10-15 2000-04-25 Mitsubishi Electric Corp 数値制御装置
CN101281400A (zh) * 2007-08-21 2008-10-08 四川普什宁江机床有限公司 一种数控深孔钻床双重过载保护方法
CN101434045A (zh) * 2008-12-05 2009-05-20 华中科技大学 一种数控机床电机电流与切削负荷关系标定装置
CN101762371A (zh) * 2010-01-29 2010-06-30 重庆建设摩托车股份有限公司 旋叶式小型压缩机转子扭转振动测试装置及测试方法
CN102554700A (zh) * 2011-12-22 2012-07-11 沈机集团昆明机床股份有限公司 基于电流信号的数控机床双电机消隙机构预紧扭矩测定方法
CN102707665A (zh) * 2012-06-05 2012-10-03 汉川机床集团有限公司 数控卧式铣镗床镗轴的安全运行控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103273381A (zh) 2013-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018006157B4 (de) Werkzeugmaschinensystem
CN103273381B (zh) 数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法
JP2011138463A (ja) 数値制御装置
CN105458330B (zh) 深孔镗床切削自适应控制系统及控制方法
CN110228033B (zh) 一种电动定扭矩扳手控制装置、扳手及控制方法
DE102013010272B4 (de) Motorsteuervorrichtung, die die von einer Steuerungs- Stromquelle verbrauchte Energie bei Stromausfall vermindert
CN109240217B (zh) 数控机床退刀保护方法
JP7104613B2 (ja) 工作機械の制御装置
CN203352517U (zh) 一种用于飞锯机上的伺服运动控制一体机装置
DE102011011915B4 (de) Steuerungseinrichtung für eine mit einem Kodierer versehene Spindel
CN101281400A (zh) 一种数控深孔钻床双重过载保护方法
DE102017123186B4 (de) Motorsteuervorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit mehreren Achsen
CN108153237B (zh) 一种基于能耗特征的线切割机床状态监测方法
CN105364605A (zh) 一种plc与交流伺服在数控钻铣床中的应用
CN106903542B (zh) 一种主轴静压导轨断电保护方法
CN105068509A (zh) 一种数控机床超程保护及解除系统
CN103419066A (zh) 一种钻床电机防护机构
CN103317376A (zh) 伺服进给攻丝动力头装置
CN203541602U (zh) 双夹具自动进给台钻
CN105347173A (zh) 一种自动抓取多种井盖的装置
CN204344736U (zh) 一种汽车变速器加载台输出端柔性驱动装置
KR20130083334A (ko) 공작기계의 윤활유 제어 장치 및 그의 구동방법
CN202556134U (zh) 巡检机构
CN206215957U (zh) 柱头钻孔机床
CN209050388U (zh) 一种用于数控车床的副轴侧钻结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant