CN113878404A - 一种拉刀机构的电气测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种拉刀机构的电气测试装置，拉刀机构包括气缸、一级活塞、连接体，电气测试装置包括信号帽、信号感应组件、电子计时器、直流电源，直流电源连接有打刀信号支路、空刀信号支路、挂刀信号支路、电磁阀支路；信号帽连接有压力测量装置；打刀信号支路上依序设有打刀信号接入、旋转开关SA4、KA2常闭开关、打刀信号指示灯、旋转开关SA2和KA1常开开关；空刀信号支路上依序设有空刀信号接入、KA1常开开关、空刀信号指示灯；挂刀信号支路上依序设有挂刀信号接入、挂刀信号指示灯；打刀信号支路中的KA1常开开关与电子计时器相连，打刀信号支路中的KA2常闭开关与电子计时器相连。本发明简单易操作，能够准确反馈拉刀机构各动作的状态和反应时间。

Description

一种拉刀机构的电气测试装置

技术领域

本发明涉及电主轴机床领域，尤其是涉及一种拉刀机构的电气测试装置。

背景技术

在拉刀电主轴实际加工生产中，为求更高效的加工作业，提高加工时的速换刀频率，我们需要对位置传感器的响应时间，打刀复位的反应速率作出详细的数据采集以提供给生产加工，或加以改进；同时在反复换刀加工动作后，需要对实际换刀频率后拉刀机构的拉刀力的变化作出测量统计，防止拉刀机构失效，为主轴提供质量保障，目前市场上的拉刀机构上安装的电气测试装置无法准反映打刀、挂刀、空刀的工作状态，打刀到空刀的感应时间无法计时，同理空刀到打刀的感应时间也无法计时，挂刀的工作时间也无法感应计时；拉刀机构的拉力也无法测试。因此，亟需一种新的技术方案解决以上问题。

发明内容

本发明目的是提供一种拉刀机构的电气测试装置，能高效反馈拉刀机构的动作状态以及各动作之间的反应时间，并对拉力进行测量，有利于实际生产。

为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本发明所采用的技术方案是：一种拉刀机构的电气测试装置，所述拉刀机构包括连接体、一级活塞、气缸，所述电气测试装置包括安装在一级活塞上的信号帽、安装在连接体上的信号感应组件、电子计时器、直流电源，所述直流电源连接有打刀信号支路、空刀信号支路、挂刀信号支路、电磁阀支路；

所述信号感应组件根据信号帽的位置发出打刀信号、空刀信号、挂刀信号，所述信号帽连接有压力测量装置；

所述打刀信号支路上依序设有打刀信号接入、旋转开关SA4、KA2常闭开关、打刀信号指示灯，所述打刀信号接入和旋转开关SA4并联有旋转开关SA2和KA1常开开关，所述旋转开关SA2和KA1常开开关相连形成一条支路，所述打刀信号指示灯并联有KA1线圈；

所述空刀信号支路上依序设有空刀信号接入、KA1常开开关、空刀信号指示灯，所述空刀信号接入并联有旋转开关SA3和KA2常开开关，所述旋转开关SA3和KA2常开开关相连形成一条支路，所述空刀信号指示灯并联有KA2线圈，所述KA2常开开关与KA2线圈之间设有KA1常闭开关；

所述挂刀信号支路上依序设有挂刀信号接入、挂刀信号指示灯；

所述电磁阀支路上设有旋转开关SA4、电磁阀，所述电磁阀连接有调压装置，所述电磁阀可控制气缸中一级活塞的运动；

所述打刀信号支路中的KA1常开开关与电子计时器相连，所述打刀信号支路中的KA2常闭开关与电子计时器相连，所述电子计时器与KA1常开开关、KA2常闭开关形成回路。

作为优选的技术方案：所述信号帽连接有压力测量装置，所述压力测量装置包括压力传感器、信号采集器、计算机控制系统，所述压力传感器与信号帽连接，所述压力传感器与信号采集器连接，所述信号采集器与计算机控制系统连接。

作为优选的技术方案：所述连接体上设有位移传感器，所述位移传感器连接计算机控制系统。

作为优选的技术方案：所述调压装置为油水分离调压阀。

作为优选的技术方案：所述电磁阀为二位五通换向电磁阀。

本发明的有益效果是：一种拉刀机构的电气测试装置，与传统方案相比：

1)通过信号感应组件与信号帽形成打刀信号、空刀信号、挂刀信号，以打刀信号为例，当信号感应组件感应到信号帽在打刀位置，就会发出打刀信号，同时表示打刀信号接入，打刀信号支路连通，打刀指示灯亮起，即可对拉刀结构的打刀状态进行反馈，同理空刀、挂刀状态均可以获得反馈，通过电子计时器可以获知打刀、空刀、挂刀的反应时间，压力测量装置能够对拉刀机构的拉力进行测量；

2)优选的，设置位移传感器，进一步对拉刀机构的工作状态进行反馈；

3)优选的，油水分离调压阀更加安全可靠。

附图说明

图1为本发明的拉刀结构的内部结构图；

图2为本发明的电气测试装置的线路图；

图3为本发明的直流电源的线路图；

图4为本发明的电子计时器的线路图；

图5为本发明的压力传感器、位移传感器、信息采集器和计算机控制系统的连接图；

图6为本发明的气源、调压装置、电磁阀的连接图。

在图1-6中，1、打刀信号接入；2、打刀信号指示灯；3、空刀信号接入；4、空刀信号指示灯；5、挂刀信号接入；6、挂刀信号指示灯；7、电磁阀；8、直流电源；9、电子计时器；10、信号帽；11、信号感应组件；12、位移传感器；13、压力传感器；14、气缸；15、连接体；1501、第一安装板；1502、第二安装板；16、一级活塞；17、标准活塞；18、连接安装板；19、顶盖；20、气嘴；21、复位弹簧；22、调压装置；23、气源；24、第一气路；25、第二气路；26、第三气路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“顶”、“底”、“左”、“右”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参照图1-6，一种拉刀机构的电气测试装置，所述拉刀机构包括气缸14、设在气缸14内的标准活塞17、设在标准活塞17一端的一级活塞16、设在气缸14一端的连接体15，设在气缸14另一端的顶盖19、所述气缸14内设有隔板，所述标准活塞17的一端穿过隔板，所述一级活塞16的一端穿过连接体15，所述一级活塞16拉动主轴，所述连接体15的一端连接有连接安装板18，所述一级活塞16、标准活塞17均与气缸14的内壁密封配合，所述一级活塞16、标准活塞17均与隔板密封配合，密封配合通过O型圈实现，所述气缸14的圆周壁中轴向设有第一气路24，所述第一气路24的一端贯穿顶盖19，所述第一气路24的另一端向连接体15延伸，所述连接体15的内壁上开有斜孔，所述第一气路24通过斜孔与气缸14内部连通，所述标准活塞17上设有轴向贯穿的第三气路26，所述第三气路26与第二气路25相通，所述顶盖19上设有轴向贯穿的第二气路25，所述第一气路24口处设有气嘴20，所述第二气路25口处设有气嘴20，所述连接体15朝向一级活塞16的一端设有凹槽，所述凹槽中设有复位弹簧21，所述复位弹簧21与一级活塞16相抵，在回气作业失效时实现一级活塞16复位，并带动标准活塞17复位；

所述电气测试装置包括安装在一级活塞16上的信号帽10、安装在连接体15上的信号感应组件11、电子计时器9、直流电源8，所述直流电源8通过旋转开关SA1控制，所述直流电源8连接有打刀信号支路、空刀信号支路、挂刀信号支路、电磁阀支路，直流电源8还并联有电源指示灯，可以反馈直流电源8是否打开；

所述信号感应组件11根据信号帽10的位置发出打刀信号、空刀信号、挂刀信号，由主轴刀柄安装标准确定气缸14推动下打刀、空刀、挂刀的信号帽10的位置状态，信号感应组件11在接近信号帽10时感应导通，发出打刀信号、空刀信号、挂刀信号，然后对应指示灯亮起，确认工作状态；

所述信号帽10连接有压力测量装置；

所述打刀信号支路上依序设有打刀信号接入1、旋转开关SA4、KA2常闭开关、打刀信号指示灯2，所述打刀信号接入1和旋转开关SA4并联有旋转开关SA2和KA1常开开关，所述旋转开关SA2和KA1常开开关相连形成一路，所述打刀信号指示灯2并联有KA1线圈；

所述空刀信号支路上依序设有空刀信号接入3、KA1常开开关、空刀信号指示灯4，所述空刀信号接入3和KA1常开开关并联有旋转开关SA3和KA2常开开关，所述旋转开关SA3和KA2常开开关相连形成一路，所述空刀信号指示灯4并联有KA2线圈，所述KA2常开开关与KA2线圈之间设有KA1常闭开关，KA1和KA2均为中间继电器；

所述挂刀信号支路上依序设有挂刀信号接入5、挂刀信号指示灯6；

所述电磁阀支路上设有旋转开关SA4、电磁阀7，所述电磁阀7连接有调压装置22，所述电磁阀7可控制气缸14中活塞的运动；

本发明反馈工作状态的原理为：打刀信号支路中的旋转开关SA2、空刀信号支路中的旋转开关SA3均处于断开状态，避免电子计时器9动作干扰，打刀信号支路处的旋转开关SA4闭合，旋转开关SA4同时控制打刀信号支路和电磁阀支路，此时电磁阀7处旋转开关SA4对应断开，然后手动触发电磁阀7；

信号帽10在打刀位置时，信号感应组件11发出打刀信号，打刀信号接入1处接通，打刀信号支路接通，打刀信号指示灯2亮起，此时其余信号接入是断开状态；

信号帽10在空刀位置时，信号感应组件11发出空刀信号，空刀信号接入3处接通，空刀信号支路接通，空刀信号指示灯4亮起，此时其余信号接入是断开状态；

信号帽10在挂刀位置时，信号感应组件11发出挂刀信号，挂刀信号接入5处接通，挂刀信号支路接通，挂刀信号指示灯6亮起，其余信号接入是断开状态；

所述打刀信号支路中的KA1常开开关与电子计时器9相连，所述打刀信号支路中的KA2常闭开关与电子计时器9相连，所述电子计时器9与KA1常开开关、KA2常闭开关形成回路，电子计时器9自带电源，从KA1常开开关的接线端用导线引出与电子计时器9相连，从KA2常闭开关的接线端通过导线与电子计时器9相连，电子计时器9为高精度的电子计时器；

本发明中拉刀机构的动作时间计时原理为：以打刀到空刀的计时为例，计时工作开始时，打刀信号支路中的旋转开关SA2、空刀信号支路中的旋转开关SA3均处于闭合状态，打刀信号支路中的旋转开关SA4断开，对应电磁阀支路中的旋转开关SA4闭合，此时电磁阀支路接通，触发电磁阀7上电工作，气缸14上力至打刀位置，也就是卸刀位置，并保持卸刀状态，信号帽10发出打刀信号，但此时打刀信号指示灯2是不亮的，其余信号接入也是处于断开状态，将打刀信号支路中的旋转开关SA4瞬间闭合，对应电磁阀支路中的旋转开关SA4断开，气缸14失力，复位弹簧21促使一级活塞16瞬间复位，信号帽10回复至空刀位置，此时信号感应组件11感应到信号帽10并发出空刀信号，但此时因KA1线圈得电，使得KA1常开开关自锁而闭合，打刀信号指示灯2在信号帽10复位过程中得电而常亮，同时KA1常开开关闭合使得电子计时器9瞬间开始计时，当信号帽10复位至空刀位置时，空刀信号支路接通，此时KA1常开开关由于KA1线圈得电而闭合，所以KA2线圈能够得电，并使得KA2常开开关闭合并自锁，对应打刀信号支路中的KA2常闭开关断开，打刀信号指示灯2熄灭，KA1线圈断电，KA1常闭开关闭合，KA2常开开关自锁使得空刀信号指示灯常亮，此时电子计时器9处的KA2常闭开关断开，计时停止，电子计时器9显示数字为打刀位置至空刀位置的复位时间；若将标记的打刀位置接入空刀信号，而空刀位置接入卸刀信号，则可得到空刀到卸刀的感应时间，同理接入挂刀信号亦可测量挂刀时的感应时间，计时的目的是验证拉刀机构是否能正常复位以及复位所需时间，保证换刀后到启动加工状态的时间间隔，倘若换刀后信号未复位极有可能旋转件与固定件联动而摩擦烧毁，并且记住各动作之间的复位时间，有利于提高生产效率。

如图1-6，所述信号帽10连接有压力测量装置，所述压力测量装置包括压力传感器13、信号采集器、计算机控制系统，所述压力传感器13与信号帽10连接，所述压力传感器13与信号采集器连接，所述信号采集器与计算机控制系统连接，手动调节调压装置22，通过不断的加大气压，调整压力传感器13处的信号采集器反馈至计算机控制系统显示的压力大小，同时接入挂刀信号和打刀信号，在挂刀信号指示灯6和打刀信号指示灯2亮起是，分别读出压力传感器13的数值，利用力相互的原理得到拉刀机构在挂刀和打刀时拉力的大小，可结合拉力刀柄计量出的数值，统计出拉刀机构的拉力系数和摩擦损耗，对实际加工时结构调整有重要指导作用。

如图1-6，所述连接体15上设有第一安装板1501，第一安装板1501上安装有信号感应组件11，所述连接体15上设有第二安装板1502，所述第二安装板1502上设有位移传感器12，所述位移传感器12连接计算机控制系统，计算机控制系统安装有数字信号处理软件，用于处理位移信号和压力传感器13通过信号采集器发出的信号，在气缸14打刀动作的过程中，位移传感器12信号对一级活塞16位置定位，即时反馈出传感距离，对实际操作拉刀机构内一级活塞16的位移进行测量统计，结合拉刀机构标准行程给予参考。

如图1-6，所述调压装置22为油水分离调压阀，安全系数高，一端连接气源23，另一端连接电磁阀7，进一步的，电磁阀7为二位五通换向电磁阀，二位五通换向电磁阀上的A接口进气，二位五通换向电磁阀上的B接口回气，安全系数高，调压效果好。

实施例1

一种拉刀机构的电气测试装置，所述拉刀机构包括连接体15、一级活塞16、气缸14，所述电气测试装置包括安装在一级活塞16上的信号帽10、安装在连接体15上的信号感应组件11、电子计时器9、直流电源8，所述直流电源8连接旋转开关SA1，所述直流电源8连接有打刀信号支路、空刀信号支路、挂刀信号支路、电磁阀支路；所述信号感应组件11根据信号帽10的位置发出打刀信号、空刀信号、挂刀信号，所述信号帽10连接有压力测量装置；所述打刀信号支路上依序设有打刀信号接入1、旋转开关SA4、KA2常闭开关、打刀信号指示灯2，所述打刀信号接入1和旋转开关SA4并联有旋转开关SA2和KA1常开开关，所述打刀信号指示灯2并联有KA1线圈；

所述空刀信号支路上依序设有空刀信号接入3、KA1常开开关、空刀信号指示灯4，所述空刀信号接入3和KA1常开开关并联有旋转开关SA3、KA2常开开关，所述空刀信号指示灯4并联有KA2线圈，所述KA2常开开关与KA2线圈之间设有KA1常闭开关；

所述挂刀信号支路上依序设有挂刀信号接入5、挂刀信号指示灯6；

所述电磁阀支路上设有旋转开关SA4、电磁阀7，所述电磁阀7连接有油水分离调压阀，所述电磁阀7可控制气缸14中活塞的运动，所述电磁阀7为二位五通换向电磁阀；

所述打刀信号支路中的KA1常开开关与电子计时器9相连，所述打刀信号支路中的KA2常闭开关与电子计时器9相连，所述电子计时器9与KA1常开开关、KA2常闭开关形成回路；

所述信号帽10连接有压力测量装置，所述压力测量装置包括压力传感器13、信号采集器、计算机控制系统，所述压力传感器13与信号帽10连接，所述压力传感器13与信号采集器连接，所述信号采集器与计算机控制系统连接；

所述连接体15上设有位移传感器12，所述位移传感器12连接计算机控制系统。

实施例1的效果：在气缸对主轴动作时，对主轴的空刀、卸刀、挂刀位置做信号感应并确认位置，且依据准确的位置采集感应信号，将其从总线接口输入计算机控制系统直接测出行程；同时在对主轴动作时，信号感应组件11感应信号并触发电子计时器9，记录反应时间；并且糅合压力传感器13，在主轴卸刀、挂刀的同时对拉刀机构对应所产生的的拉力进行测量。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举，而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种拉刀机构的电气测试装置，其特征在于，所述拉刀机构包括气缸(14)、设在气缸(14)内的一级活塞(16)、设在气缸(14)一端的连接体(15)，所述电气测试装置包括安装在一级活塞(16)上的信号帽(10)、安装在连接体(15)上的信号感应组件(11)、电子计时器(9)、直流电源(8)，所述直流电源(8)连接有打刀信号支路、空刀信号支路、挂刀信号支路、电磁阀支路；

所述信号感应组件(11)根据信号帽(10)的位置发出打刀信号、空刀信号、挂刀信号，所述信号帽(10)连接有压力测量装置；

所述打刀信号支路上依序设有打刀信号接入(1)、旋转开关SA4、KA2常闭开关、打刀信号指示灯(2)，所述打刀信号接入(1)和旋转开关SA4并联有旋转开关SA2和KA1常开开关，所述旋转开关SA2和KA1常开开关相连形成一条支路，所述打刀信号指示灯(2)并联有KA1线圈；

所述空刀信号支路上依序设有空刀信号接入(3)、KA1常开开关、空刀信号指示灯(4)，所述空刀信号接入(3)并联有旋转开关SA3和KA2常开开关，所述旋转开关SA3和KA2常开开关相连形成一条支路，所述空刀信号指示灯(4)并联有KA2线圈，所述KA2常开开关与KA2线圈之间设有KA1常闭开关；

所述挂刀信号支路上依序设有挂刀信号接入(5)、挂刀信号指示灯(6)；

所述电磁阀支路上设有旋转开关SA4、电磁阀(7)，所述电磁阀(7)连接有调压装置(22)，所述电磁阀(7)可控制气缸(14)中一级活塞(16)的运动；

所述打刀信号支路中的KA1常开开关与电子计时器(9)相连，所述打刀信号支路中的KA2常闭开关与电子计时器(9)相连，所述电子计时器(9)与KA1常开开关、KA2常闭开关形成回路。

2.根据权利要求1所述的一种拉刀机构的电气测试装置，其特征在于，所述信号帽(10)连接有压力测量装置，所述压力测量装置包括压力传感器(13)、信号采集器、计算机控制系统，所述压力传感器(13)与信号帽(10)连接，所述压力传感器(13)与信号采集器连接，所述信号采集器与计算机控制系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种拉刀机构的电气测试装置，其特征在于，所述连接体(15)上设有位移传感器(12)，所述位移传感器(12)连接计算机控制系统。

4.根据权利要求1所述的一种拉刀机构的电气测试装置，其特征在于，所述调压装置(22)为油水分离调压阀。

5.根据权利要求1所述的一种拉刀机构的电气测试装置，其特征在于，所述电磁阀(7)为二位五通换向电磁阀。

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