CN108445837A - 一种机床负载安全的设定方法 - Google Patents

一种机床负载安全的设定方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108445837A
CN108445837A CN201810096002.3A CN201810096002A CN108445837A CN 108445837 A CN108445837 A CN 108445837A CN 201810096002 A CN201810096002 A CN 201810096002A CN 108445837 A CN108445837 A CN 108445837A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lathe
setting method
payload security
value
processing
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.)
Pending
Application number
CN201810096002.3A
Other languages
English (en)
Inventor
石云
张帝
郑新胜
周勇
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.)
Shenzhen Tuo Zhi Technology Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Tuo Zhi Technology 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 Shenzhen Tuo Zhi Technology Co Ltd filed Critical Shenzhen Tuo Zhi Technology Co Ltd
Priority to CN201810096002.3A priority Critical patent/CN108445837A/zh
Publication of CN108445837A publication Critical patent/CN108445837A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/406—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by monitoring or safety
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37285—Load, current taken by motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本发明公开了一种机床负载安全的设定方法，包括如下步骤：确定加工工艺，加工工艺包括加工材料、加工刀具、加工条件和加工方法；计算切削力；机床根据加工工艺和切削力加工，并通过伺服软件测量机床进给轴和主轴的TCMD曲线，得到进给轴和主轴在TCMD曲线中纵坐标值分别为A1和A2；设定A1和A2的安全值，并输入到数控机床系统中。本设定方法通过采用实际切削的方法，采集大量数据，准确测定了实际切削量与负载电流的关系，通过此方法可有效的指导各种机型的加工切削用量的设定，从而有效的保护机床的使用寿命及精度。

Description

一种机床负载安全的设定方法
技术领域
本发明涉及数控机床加工技术领域，具体涉及一种机床负载安全的设定方法。
背景技术
在数控机床切削加工中，经常会出现各种原因导致机床撞机。随着数控系统的发展，各数控系统厂家也加强了对伺服电机的保护，尽管如此，很多机床发生撞击时并没有达到电机的保护阈值，出现报警机床停止，但实际已经造成其他机械部件的损坏。
发明内容
本申请提供一种能够保证机床加工安全的机床负载安全的设定方法。
一种实施例中提供一种机床负载安全的设定方法，包括如下步骤：
S001：确定加工工艺，加工工艺包括加工材料、加工刀具、加工条件和加工方法；
S002：计算切削力；
S003：机床根据加工工艺和切削力加工，并通过伺服软件测量机床进给轴和主轴的TCMD曲线，得到进给轴和主轴在TCMD曲线中纵坐标值分别为A1和A2；
S004：设定A1和A2的安全值，并输入到数控机床系统中。
进一步地，加工材料为45号钢，
进一步地，加工刀具为φ63方肩铣刀。
进一步地，加工条件为吹起切削。
进一步地，加工方法为满刀切削和调整主轴转速、进给量和切削量。
进一步地，切削力的计算公式为： 其中D为刀具直径，SZ为每齿切削，t为铣削深度，Z为刀齿数，n为主轴转速，B为铣削宽度，CN、g、x、y、u、p和f为系数和指数值。
进一步地，电流值A1和A2的安全值根据振动仪、粗糙仪、伺服放大器的电流允许值和切削力N的值设定。
进一步地，机床负载安全的设定方法，还包括如下步骤：
S005：若机床切削或碰撞时电流值超过电流值A1和A2的安全值时，对机床进行强制停止控制。
依据上述实施例的机床负载安全的设定方法，通过采用实际切削的方法，采集大量数据，准确测定了实际切削量与负载电流的关系，通过此方法可有效的指导各种机型的加工切削用量的设定，从而有效的保护机床的使用寿命及精度。
附图说明
图1为一种实施例中机床负载安全的设定方法的流程图；
图2为进给轴的参数曲线图；
图3为主轴的参数曲线图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本实施例公开了一种机床负载安全的设定方法，本设定方法主要针对外部机械部件的保护，基于数控系统对伺服电机的检测功能。
本设定方法主要用于对数控机床的运行参数进行设定，进行多维度多阈值的设置保护，当机床某一运行数据超过其中一个阈值则停机保护，并可反馈调整切屑量等加工工艺，以保证加工的精度和安全。
如图1所示，本实施例提供的机床负载安全的设定方法主要包括如下步骤：
S001：确定加工工艺；
本设定方法主要通过实际加工采集数据，故在实际加工前需设定加工工，加工工艺包括加工材料、加工刀具、加工条件和加工方法。
具体的，本实施例中的加工工艺如下表所示：
加工材料 45号钢
加工刀具 φ63方肩铣刀，菱形刀粒，刀粒数为4
加工条件 吹气切削
加工方法 满刀切削，调整主轴转速、进给率、切削量
S002：计算切削力；
根据加工材料和刀具的选择，可计算出刀具加工的切削力。
1、刀具的计算公式如下：
其中D为刀具直径，SZ为每齿切削，t为铣削深度，Z为刀齿数，n为主轴转速，B为铣削宽度，CN、g、x、y、u、p和f为系数和指数值。
2、计算公式中系数和指数值如下表所示：
3、切削调节变化后，功率的修正系数如下表所示：
通过所述公式可知，通过修调每齿切削SZ和主轴转速n可得到不同切削力的值为N。
S003：测量TCMD曲线；
确定好加工工艺及计算好切削力后，将参数数据导入到数控机床系统中，并进行实际加工，在实际加工过程中，通过伺服软件实施测量进给轴和主轴的TCDM曲轴，其中TCDM的横坐标代表时间，纵坐标代表电流值变化，TCDM的单位为％。
如图2所示，曲线11代表进给轴的TCMD曲线(扭矩指令电流曲线)，可从纵坐标上得到值A1，曲线12代表给轴的VCMD曲线(速度指令电流曲线)。
如图3所示，曲线21代表主轴的TCMD曲线(扭矩指令电流曲线)，可从纵坐标上得到值A2，曲线22代表主轴的SPSPD曲线(主轴速度曲线)。
A1和A2分别代表进给轴和主轴的电流值变化。
S004：设定安全值；
测量出进给轴和主轴的A1和A2后，再根据振动仪、粗糙仪、伺服放大器的电流允许值和切削力N的值设定A1和A2的安全值。并将A1和A2的安全值输入到数控机床系统中，系统PMC程序控制。
S005：机床保护。
当在机床切削或碰撞时，电流值超过A1和A2的安全值，对机床进行强制停止控制，保证机床安全。并通过PMC读取异常负载报警信号，对机床各轴向互锁，防止二次撞机发生。记录报警发生次数，以供维修人员快速定位故障点。
本实施例的机床负载安全的设定方法，通过采用实际切削的方法，采集大量数据，准确测定了各类机型的实际切削量与负载电流的关系，通过此方法可有效的指导各种机型的加工切削用量的设定，从而有效的保护机床的使用寿命及精度，避免了因加工工艺参数设置不合理导致机床部件损坏，降低机床维修率同时也帮客户节约维修成本。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种机床负载安全的设定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S001：确定加工工艺，加工工艺包括加工材料、加工刀具、加工条件和加工方法；
S002：计算切削力；
S003：机床根据加工工艺和切削力加工，并通过伺服软件测量机床进给轴和主轴的TCMD曲线，得到进给轴和主轴在TCMD曲线中纵坐标值分别为A1和A2；
S004：设定A1和A2的安全值，并输入到数控机床系统中。
2.如权利要求1所述的机床负载安全的设定方法，其特征在于，所述加工材料为45号钢。
3.如权利要求1所述的机床负载安全的设定方法，其特征在于，所述加工刀具为φ63方肩铣刀。
4.如权利要求1所述的机床负载安全的设定方法，其特征在于，所述加工条件为吹起切削。
5.如权利要求1所述的机床负载安全的设定方法，其特征在于，所述加工方法为满刀切削和调整主轴转速、进给量和切削量。
6.如权利要求1所述的机床负载安全的设定方法，其特征在于，所述切削力的计算公式为：其中D为刀具直径，SZ为每齿切削，t为铣削深度，Z为刀齿数，n为主轴转速，B为铣削宽度，CN、g、x、y、u、p和f为系数和指数值。
7.如权利要求1所述的机床负载安全的设定方法，其特征在于，所述电流值A1和A2的安全值根据振动仪、粗糙仪、伺服放大器的电流允许值和切削力N的值设定。
8.如权利要求1所述的机床负载安全的设定方法，其特征在于，还包括如下步骤：
S005：若机床切削或碰撞时电流值超过电流值A1和A2的安全值时，对机床进行强制停止控制。
CN201810096002.3A 2018-01-31 2018-01-31 一种机床负载安全的设定方法 Pending CN108445837A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810096002.3A CN108445837A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种机床负载安全的设定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810096002.3A CN108445837A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种机床负载安全的设定方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108445837A true CN108445837A (zh) 2018-08-24

Family

ID=63191432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810096002.3A Pending CN108445837A (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种机床负载安全的设定方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108445837A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08141804A (ja) * 1994-11-22 1996-06-04 Hitachi Zosen Corp 切削工具およびその寿命検出装置
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
JP2015100879A (ja) * 2013-11-25 2015-06-04 学校法人慶應義塾 工作機械制御装置、工作機械制御方法、及びプログラム
CN205791449U (zh) * 2016-07-05 2016-12-07 昆山旭发电子有限公司 一种电流过载保护装置以及一种数控成型机
CN106682281A (zh) * 2016-12-09 2017-05-17 西北工业大学 基于最大切削力的铣削瞬时切削力预测方法
CN106774158A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 苏州群志机械设备有限公司 一种用于数控机床撞机现场保护的控制系统及方法
CN106808320A (zh) * 2016-12-12 2017-06-09 华中科技大学 一种考虑刀具齿间角、螺旋角及偏心的铣削力预测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08141804A (ja) * 1994-11-22 1996-06-04 Hitachi Zosen Corp 切削工具およびその寿命検出装置
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
JP2015100879A (ja) * 2013-11-25 2015-06-04 学校法人慶應義塾 工作機械制御装置、工作機械制御方法、及びプログラム
CN205791449U (zh) * 2016-07-05 2016-12-07 昆山旭发电子有限公司 一种电流过载保护装置以及一种数控成型机
CN106682281A (zh) * 2016-12-09 2017-05-17 西北工业大学 基于最大切削力的铣削瞬时切削力预测方法
CN106808320A (zh) * 2016-12-12 2017-06-09 华中科技大学 一种考虑刀具齿间角、螺旋角及偏心的铣削力预测方法
CN106774158A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 苏州群志机械设备有限公司 一种用于数控机床撞机现场保护的控制系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张捷: "铣削过程中基于伺服电流信号的切削力监测", 《机床与液压》 *
管武权: "数控机床撞机事故分析及预防", 《机械工程师》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0119680B1 (en) Apparatus for monitoring tool life
EP2871547B1 (en) Real-time numerical control tool path adaptation using force feedback
US20140123740A1 (en) Working Abnormality Detecting Device and Working Abnormality Detecting Method for Machine Tool
US8788083B2 (en) Compensation for process variables in a numerically-controlled machining operation
CN109343472B (zh) 基于恒定切削力的机匣零件表面应力应变场控制方法
WO2002003155A1 (fr) Dispositif et procede de simulation d'operations d'usinage pour machines a commande numerique
CN104517033A (zh) 一种面向能量效率的数控加工工艺参数多目标优化方法
EP2813308A1 (en) Setting method and control device for initial axial depth of cut of rotating cutting tool
KR101896819B1 (ko) 절삭 가공에 있어서의 절삭 조건의 설계 방법
JP6722052B2 (ja) 多刃工具の異常検知方法
JP3099286B2 (ja) Ｎｃ工作機械の制御方法および装置
JP6237736B2 (ja) 加工方法および加工装置
CN108445837A (zh) 一种机床负载安全的设定方法
RU2312750C1 (ru) Способ контроля состояния режущих кромок сборных многолезвийных инструментов
JPH08174383A (ja) 工具破損検出方式
CN106020132B (zh) 基于现场实测切削力数据与离线优化的粗加工进给速度优化方法
JPH0751999A (ja) 工具破損検出方式
JP2011121139A (ja) 工具異常検知装置および検知方法
JP2020078831A (ja) 歯車加工方法及び歯車加工装置
GB2133881A (en) Apparatus for monitoring tool life
Sumbodo et al. Optimization of CNC Milling Machining Time Through Variation of Machine Parameters and Toolpath Strategy in Various Cross-Sectional Shape on Tool Steels and Die Steels Materials
CN209157231U (zh) 一种孔加工设备
CN207709975U (zh) 一种不等距端铣刀
Polzer et al. On the Modern CNC Milling with a Compensation of Cutting Tools and Thin-Walled Workpiec Deflections
CN110059374A (zh) 一种基于刀具跳动及磨损的铣削力建模方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180824