CN109290848B - 一种圆锯床锯切力测试装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆锯床锯切力测试装置，包括圆锯床、工件部分、s型测力计、放大器、数据采集模块和移动工作站；所述工件部分为圆柱形金属工件；所述传感器模块采用应变片传感器；所述圆锯床包括减速箱、移动工作台、锯片、固定底座和工件夹具，所述s型测力计设置在固定底座和工件夹具之间，工件夹具通过s型测力计安装在固定底座上；所述s型测力计通过放大器连接数据采集模块，所述数据采集模块连接移动工作站；本发明能在一次锯切过程中记录并分析锯切力的变化过程和锯切力的频谱特性，从而确定影响锯切力变化的外在因素和内在因素。

Description

一种圆锯床锯切力测试装置
技术领域
本发明涉及圆锯床切力测试领域，更具体的说，尤其涉及一种圆锯床锯切力测试装置。
背景技术
金属材料锯切是原材料切断下料的重要工序。在现代制造业中，金属锯切作为金切加工的起点，已成为加工制造过程中的重要环节之一。锯切力是机械加工过程中的一个重要参数，了解锯切力的变化规律不仅是机床动态特性研究的需要，也是提高机械加工精度、提高刀具使用寿命的需要，锯切能提高生产率、节约原材料以及减少二次加工量，随着数控机床等技术的迅速发展，锯切力已成为自适应控制的重要判断依据。目前，金属锯切力的测试与计算是圆锯床设计与使用中的难点，国内外针对于圆锯床锯切力测试的相关专利很少。圆锯床的参数设计需根据锯切力计算，否则会导致锯片在工作过程中出现打滑、卡死或容易损坏。因此，设计一种用于测试圆锯床切力的装置以测试锯切力与锯切速度、进给量的相互关系是非常必要的。
发明内容
本发明的目的在于解决圆锯床锯切力测试困难的问题而提供一种一种圆锯床锯切力测试装置，可以锯切力并且能够分析锯切力的频谱特性，测量数据准确，装置的制造安装简单；尤其是能在一次锯切过程中记录并分析锯切力的变化过程，以及每次进给刀齿切削工件时的锯切力状况，从而确定影响锯切力变化的因素的测试装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种圆锯床锯切力测试装置，包括圆锯床、工件部分、s型测力计、放大器、数据采集模块和移动工作站；所述工件部分为圆柱形金属工件；所述传感器模块采用应变片传感器；
所述圆锯床包括减速箱、移动工作台、锯片、固定底座和工件夹具，所述减速箱安装在移动工作台上，所述锯片安装在所述减速箱的输出轴上，所述移动工作台安装在所述固定底座的左侧，工件夹具安装在所述固定底座的右侧，移动工作台工作时带动减速箱和锯片沿着直线方向靠近和远离圆柱形金属工件；所述圆柱形金属工件通过工件夹具进行固定，圆柱形金属工件设置在锯片在移动工作台带动时的运动路径上；
所述s型测力计设置在固定底座和工件夹具之间，工件夹具通过s型测力计安装在固定底座上；所述s型测力计通过放大器连接数据采集模块，所述数据采集模块连接移动工作站，所述传感器模块检测工件夹具上圆柱形金属工件受到的锯切力，并将该锯切力数据通过放大器放大后传输给数据采集模块，数据采集模块将锯切力信号传送到移动工作站。
进一步的，所述工件夹具包括工件定位机构、工件夹紧机构和夹具外壳，工件定位机构和工件夹紧机构均安装在夹具外壳上，所述工件定位机构为槽型定位机构，工件定位机构表面设有与圆柱形金属工件底部相配合的沟槽，圆柱形金属工件套装在工件定位机构的沟槽内并能够沿着工件定位机构的沟槽前后滑动；所述工件夹紧机构采用十字正交夹紧机构，工件夹紧机构从上向下并从右向左同时夹紧圆柱形金属工件。
进一步的，所述移动工作站根据传感器模块的信号记录锯切力变化并计算其锯切力的频谱特性。
进一步的，所述s型测力计设置有至少四个，s型测力计上端通过螺栓与工件夹具的底部固定，s型测力计的下端通过螺栓与固定底座固定。
具体的工作流程如下：将s型测力计装在工件夹具下方和固定底座上方上，将圆柱形金属工件安装在工件夹具上，圆柱形金属工件下端套装在工件定位机构的沟槽内，并通过工件夹紧机构将圆柱形金属工件向下并向左夹紧；将s型测力计的信号线通过放大器连接数据采集模块，并将数据采集模块连接移动工作站，移动工作站先进行设备调试，标定s型测力计，再在圆锯床上输入测试程序，运动该圆锯床，圆锯床的锯片在减速箱的带动下转动，并在移动工作台的带动下向圆柱形金属工件运动，锯片与圆柱形金属工件的接触并进行切割，在此过程中采用s型测力计测量圆柱形金属工件受到的锯切力，并将该锯切力信号通过放大器放大后发送给数据采集模块，数据采集模块将信息发送至移动工作站中进行分析。
本发明的有益效果在于：本发明结构简单紧凑，生产成本低，能在一次锯切过程中记录并分析锯切力的变化过程和锯切力的频谱特性，从而确定影响锯切力变化的外在因素和内在因素。
附图说明
图1是本发明一种圆锯床锯切力测试装置的整体结构示意图。
图2是本发明图1中A的局部放大图。
图3是本发明s型测力计的结构示意图。
图中，1-固定底座、2-移动工作台、3-减速箱、4-圆锯床、5-锯片、6-工件夹紧机构、7-圆柱形金属工件、8-工件定位机构、9-数据采集模块、10-螺栓、11-s型测力计、12-信号输出接口、13-放大器、14-移动工作站、15-夹具外壳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1～3所示，一种s型测力计11圆锯床4锯切力测试装置，包括圆锯床4、工件部分、s型测力计11、放大器13、数据采集模块9和移动工作站14；所述工件部分为圆柱形金属工件7；所述传感器模块采用应变片传感器。
所述圆锯床4包括减速箱3、移动工作台2、锯片5、固定底座1和工件夹具，所述减速箱3安装在移动工作台2上，所述锯片5安装在所述减速箱3的输出轴上，所述移动工作台2安装在所述固定底座1的左侧，工件夹具安装在所述固定底座1的右侧，移动工作台2工作时带动减速箱3和锯片5沿着直线方向靠近和远离圆柱形金属工件7；所述圆柱形金属工件7通过工件夹具进行固定，圆柱形金属工件7设置在锯片5在移动工作台2带动时的运动路径上。
所述s型测力计11设置在固定底座1和工件夹具之间，工件夹具通过s型测力计11安装在固定底座1上；所述s型测力计11通过放大器13连接数据采集模块9，所述数据采集模块9连接移动工作站14，所述传感器模块检测工件夹具上圆柱形金属工件7受到的锯切力，并将该锯切力数据通过放大器13放大后传输给数据采集模块9，数据采集模块9将锯切力信号传送到移动工作站14。
所述工件夹具包括工件定位机构8、工件夹紧机构6和夹具外壳15，工件定位机构8和工件夹紧机构6均安装在夹具外壳15上，所述工件定位机构8为槽型定位机构，工件定位机构8表面设有与圆柱形金属工件7底部相配合的沟槽，圆柱形金属工件7套装在工件定位机构8的沟槽内并能够沿着工件定位机构8的沟槽前后滑动；所述工件夹紧机构6采用十字正交夹紧机构，工件夹紧机构6从上向下并从右向左同时夹紧圆柱形金属工件7。
所述移动工作站14根据传感器模块的信号记录锯切力变化并计算其锯切力的频谱特性。
所述s型测力计11设置有至少四个，s型测力计11上端通过螺栓10与工件夹具的底部固定，s型测力计11的下端通过螺栓10与固定底座1固定。s型测力计11的侧面设置有信号输出接口12，用于输出s型测力计11的信号。
具体的工作流程如下：将s型测力计11装在工件夹具下方和固定底座1上方上，将圆柱形金属工件7安装在工件夹具上，圆柱形金属工件7下端套装在工件定位机构的沟槽内，并通过工件夹紧机构将圆柱形金属工件7向下并向左夹紧；将s型测力计11的信号线通过放大器13连接数据采集模块9，并将数据采集模块9连接移动工作站14，移动工作站14先进行设备调试，标定s型测力计11，再在圆锯床4上输入测试程序，运动该圆锯床4，圆锯床4的锯片5在减速箱的带动下转动，并在移动工作台的带动下向圆柱形金属工件7运动，锯片5与圆柱形金属工件7的接触并进行切割，在此过程中采用s型测力计11测量圆柱形金属工件7受到的锯切力，并将该锯切力信号通过放大器13放大后发送给数据采集模块9，数据采集模块9将信息发送至移动工作站14中进行分析。
上述实施例只是本发明的较佳实施例，并不是对本发明技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。

Claims (2)

1.一种圆锯床锯切力测试装置，其特征在于：包括圆锯床（4）、工件部分、s型测力计（11）、放大器（13）、数据采集模块（9）、传感器模块和移动工作站（14）；所述工件部分为圆柱形金属工件（7）；所述传感器模块采用应变片传感器；
所述圆锯床（4）包括减速箱（3）、移动工作台（2）、锯片（5）、固定底座（1）和工件夹具，所述减速箱（3）安装在移动工作台（2）上，所述锯片（5）安装在所述减速箱（3）的输出轴上，所述移动工作台（2）安装在所述固定底座（1）的左侧，工件夹具安装在所述固定底座（1）的右侧，移动工作台（2）工作时带动减速箱（3）和锯片（5）沿着直线方向靠近和远离圆柱形金属工件（7）；所述圆柱形金属工件（7）通过工件夹具进行固定，圆柱形金属工件（7）设置在锯片（5）在移动工作台（2）带动时的运动路径上；
所述s型测力计（11）设置在固定底座（1）和工件夹具之间，工件夹具通过s型测力计（11）安装在固定底座（1）上；所述s型测力计（11）通过放大器（13）连接数据采集模块（9），所述数据采集模块（9）连接移动工作站（14），所述传感器模块检测工件夹具上圆柱形金属工件（7）受到的锯切力，并将该锯切力数据通过放大器（13）放大后传输给数据采集模块（9），数据采集模块（9）将锯切力信号传送到移动工作站（14）；
所述工件夹具包括工件定位机构（8）、工件夹紧机构（6）和夹具外壳（15），工件定位机构（8）和工件夹紧机构（6）均安装在夹具外壳（15）上，所述工件定位机构（8）为槽型定位机构，工件定位机构（8）表面设有与圆柱形金属工件（7）底部相配合的沟槽，圆柱形金属工件（7）套装在工件定位机构（8）的沟槽内并能够沿着工件定位机构（8）的沟槽前后滑动；所述工件夹紧机构（6）采用十字正交夹紧机构，工件夹紧机构（6）从上向下并从右向左同时夹紧圆柱形金属工件（7）；所述移动工作站（14）根据传感器模块的信号记录锯切力变化并计算其锯切力的频谱特性。
2.根据权利要求1所述的一种圆锯床锯切力测试装置，其特征在于：所述s型测力计（11）设置有至少四个，s型测力计（11）上端通过螺栓（10）与工件夹具的底部固定，s型测力计（11）的下端通过螺栓（10）与固定底座（1）固定。
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