CN109262085A - 攻丝设备控制系统及方法 - Google Patents

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吴恒龙
朱利云
倪冬浩
金佳军
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Zhejiang Nate Automobile Standard Component Co Ltd
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Zhejiang Nate Automobile Standard Component Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23G—THREAD CUTTING; WORKING OF SCREWS, BOLT HEADS, OR NUTS, IN CONJUNCTION THEREWITH
    • B23G1/00—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor
    • B23G1/16—Thread cutting; Automatic machines specially designed therefor in holes of workpieces by taps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/0009—Energy-transferring means or control lines for movable machine parts; Control panels or boxes; Control parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/12—Adaptive control, i.e. adjusting itself to have a performance which is optimum according to a preassigned criterion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Abstract

本发明提供了一种攻丝设备控制系统及方法，通过第一伺服电机驱动加工轴旋转，通过第二伺服电机驱动线性机构如电动缸、电动滑台推动加工轴直线运动；根据检测到的所述第二伺服电机的推进速度实时控制所述第一伺服电机的转速(同样也可以通过第一伺服电机的转速控制第二伺服电机的推进速度)。本发明能精确的控制两台伺服电机，从而让旋转速度和推进速度精确匹配，实现对产品的精准攻丝。同时采集生产每一个产品时两台伺服电机的实时扭矩，对两个扭矩匹配分析，实现对产品攻丝的在线检测。

Description

攻丝设备控制系统及方法
技术领域
本发明涉及工控技术领域，具体地，涉及一种对螺母和要求内螺纹的零件攻丝设备控制系统及方法。
背景技术
目前的攻丝机、机基本没有对攻丝时的扭矩、推力等工作实现控制，电气方面也是采用最普通的开关电路控制，好一点的采用伺服电机也只做到调节攻丝轴、轴的转速作用。在推进方面，都是靠这三种方式推进：1、手工推进，2、弹簧压，3、气缸推进。
这是因为攻丝、过程中的各个阶段的所需推力是不一样的，而上述这些推进方式的推力又并不稳定，攻丝切削力和推力的互相干扰推力，推力低容易烂牙推力过大又会造成螺纹中经大就不能保证螺纹加工精度，也因为推力的不稳就造成了无法对攻丝时的切削扭矩可靠的进行实时检测，因此传统的攻丝机、机普遍存在攻丝、的精度较差、产品质量控制难的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种攻丝设备控制系统及方法。
根据本发明提供的一种攻丝设备控制系统，包括：
第一伺服电机：驱动加工轴旋转；
第二伺服电机：驱动加工轴直线运动；
检测模块：检测所述第二伺服电机的推进速度；
控制模块：分别与所述第一伺服电机、所述第二伺服电机以及所述检测模块电连接，根据检测到的所述第二伺服电机的推进速度实时控制所述第一伺服电机的转速；或通过检测第一伺服电机的转速实时控制第二伺服电机的推进速度。
较佳的，所述第一伺服电机的转速等于所述第二伺服电机的推进速度除以螺距。
较佳的，所述检测模块实时检测所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的扭矩。
较佳的，所述控制模块将同一时刻下的所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的扭矩上传至上位机，所述上位机对两个扭矩工作曲线进行跟踪分析(检测丝锥的切削扭矩)。
较佳的，检测模块还包括检测所述第二伺服电机的推动距离，在所述第二伺服电机的推动距离大于等于攻丝/深度的状态下，攻丝/结束。
根据本发明提供的一种攻丝设备控制方法，通过第一伺服电机驱动加工轴旋转，通过第二伺服电机驱动加工轴直线运动；根据检测到的所述第二伺服电机的推进速度实时控制所述第一伺服电机的转速。
较佳的，所述第一伺服电机的转速等于所述第二伺服电机的推进速度除以螺距。
较佳的，还包括实时检测所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的扭矩。
较佳的，将同一时刻下的所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的扭矩进行匹配分析。
较佳的，还包括检测所述第二伺服电机的推动距离，在所述第二伺服电机的推动距离大于等于攻丝/深度的状态下，攻丝/结束。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
能通过精确的控制两台伺服电机，从而让旋转速度和推进速度精确匹配。同时采集生产每一个产品时两台伺服电机的实时扭矩，对两个扭矩匹配分析，就能分析出产品和丝锥的当前状态，能实现自我判断不合格故障点，设备的现有状态是否还能继续生产、确定是否要换丝锥(加工轴)，并通过工控机进入网络可实现物联网的远程监控。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1所示，根据本发明提供的一种攻丝设备控制系统，包括：
第一伺服电机：驱动加工轴旋转；
第二伺服电机：采用直线伺服电机，驱动线性机构如电动缸、电动滑台推动加工轴直线运动；
检测模块：检测第一伺服电机和第二伺服电机的扭矩，以及第二伺服电机的推进速度、推动距离；
控制模块：分别与第一伺服电机、第二伺服电机以及检测模块电连接，根据检测到的第二伺服电机的推进速度实时控制第一伺服电机的转速。在本实施例中，控制模块采用PLC控制模块，但本发明并不以此为限；
触摸屏：连接控制模块，提供人机交互界面；
上位机：连接控制模块，将同一时刻下的第一伺服电机和第二伺服电机的扭矩进行匹配分析。
在本实施例中，第一伺服电机的转速等于第二伺服电机的推进速度除以螺距(牙距)。加工轴可以是攻丝轴，也可以是轴，本发明对此不作限制。
如图2所示，在上述一种攻丝设备控制系统的基础上，本发明还提供一种攻丝设备控制方法，包括：
在系统启动后，通过第一伺服电机驱动加工轴旋转，通过第二伺服电机驱动加工轴直线运动；
根据检测到的第二伺服电机的推进速度实时控制第一伺服电机的转速。第二伺服电机前进的过程中，会不停的对其推进速度进行读取并计算调整第一伺服电机的旋转速度，1S内的调整次数大于500次。其中，第一伺服电机的转速等于第二伺服电机的推进速度除以螺距(牙距)。
在检测到第二伺服电机的推动距离大于等于攻丝/深度的状态下，攻丝/结束。
在此基础上，还可以通过将同一时刻下的第一伺服电机和第二伺服电机的扭矩进行匹配分析，就能分析出产品是否合格，能实现自我判断不合格故障点，设备的现有状态是否还能继续生产等，并进入网络可实现物联网的远程监控。如在正常攻丝时推力扭矩和攻丝扭矩是稳定的当遇到烂牙时推力扭矩会加大同时也会引起第一伺服电机的扭矩波动而被检测出来，再如当被加工的工件孔径过小则会引起推力扭矩和第一伺服电机扭矩的增大。
本发明还能够达到如下效果：
1、能精确攻丝，保障螺纹精度；
2、容易实现智能化攻丝，如换不同螺纹攻丝，不用调整模具；
3、可以可靠的监控丝锥工作中的工作状态和磨损状态寿命和产品质量状态，保障产品质量。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种攻丝设备控制系统，其特征在于，包括：
第一伺服电机：驱动加工轴旋转；
第二伺服电机：驱动加工轴直线运动；
检测模块：检测所述第二伺服电机的推进速度，或检测第一伺服电机的转速
控制模块：分别与所述第一伺服电机、所述第二伺服电机以及所述检测模块电连接，根据检测到的所述第二伺服电机的推进速度实时控制所述第一伺服电机的转速；或通过检测第一伺服电机的转速实时控制第二伺服电机的推进速度。
2.根据权利要求1所述的攻丝设备控制系统，其特征在于，所述第一伺服电机的转速等于所述第二伺服电机的推进速度除以螺距。
3.根据权利要求1所述的攻丝设备控制系统，其特征在于，所述检测模块实时检测所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的扭矩。
4.根据权利要求3所述的攻丝设备控制系统，其特征在于，所述控制模块将同一时刻下的所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的扭矩上传至上位机，所述上位机对两个扭矩的工作曲线进行跟踪分析。
5.根据权利要求1所述的攻丝设备控制系统，其特征在于，检测模块还包括检测所述第二伺服电机的推动距离，在所述第二伺服电机的推动距离大于等于攻丝/深度的状态下，攻丝/结束。
6.一种攻丝设备控制方法，其特征在于，通过第一伺服电机驱动加工轴旋转，通过第二伺服电机驱动加工轴直线运动；根据检测到的所述第二伺服电机的推进速度实时控制所述第一伺服电机的转速。
7.根据权利要求6所述的攻丝设备控制方法，其特征在于，所述第一伺服电机的转速等于所述第二伺服电机的推进速度除以螺距。
8.根据权利要求6所述的攻丝设备控制方法，其特征在于，还包括实时检测所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的扭矩。
9.根据权利要求8所述的攻丝设备控制方法，其特征在于，将同一时刻下的所述第一伺服电机和所述第二伺服电机的扭矩工作曲线进行跟踪分析。
10.根据权利要求6所述的攻丝设备控制方法，其特征在于，还包括检测所述第二伺服电机的推动距离，在所述第二伺服电机的推动距离大于等于攻丝/深度的状态下，攻丝/结束。
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