CN205415074U - 一种刀库及机械手综合性能测试平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于数控机床技术领域，涉及一种刀库及机械手综合性能测试平台。本实用新型提供一种刀库及机械手综合性能测试平台，包括实验桌（1）、工控机（2）、数据采集系统（3）、无线基站（4）、三脚支架一（5）、工业相机（6）、三轴加速度传感器（10）、无线三轴加速度传感器（12）、立柱（13）、虚拟主轴（14）、电气箱（15）、基座（16）、气缸（18）、压力变送器（19）、激光位移传感器（20）、三脚支架二（21）、噪音传感器（22）、支架三（23）、固定架（24）、电力监控表（25）、计时器（26）、Y方向距离调节装置（27）、X方向距离调节装置（28）。本实用新型安装调节方便，操作简单，检测项目全面，精度较高。
Description
技术领域
本实用新型属于数控机床技术领域，具体地说是涉及一种刀库及机械手综合性能测试平台。
背景技术
刀库及机械手是为加工中心配套，实现其刀具储备及自动交换功能的关键功能部件，是高档加工中心的重要组成部分。其作用是通过机械手将刀具从刀库里取出，送到加工心的主轴上，完成刀具的交换。使用刀库及机械手可以大大的缩短了的非切削时间，提高了加工中心生产效率。
刀库及机械手在整个加工中心中出现故障几率较高的部件之一，直接影响到加工中心的整体性能。对刀库和机械手的运动位置精度、运动平稳性、电机的状态、噪音、换刀时间等性能进行检测，对刀库及机械手的研究，在提高加工中心刀库及机械手的综合性能方面有重要意义。
目前国外的高档数控加工中心刀库及机械手刀对刀换刀时间基本上在1s左右，最快的可达到0.5s，而国内高端数控机床基本在2s左右，主要原因是因为国外的刀库及机械手的生产厂家都有自己专门的检测部门，设计针对刀库及机械手检测方法和检测平台，而国内对刀库及机械手的研究很少，重视度也不高，基本依赖于进口，还没有一种对其综合性能测试的平台。
为解决这些问题，需发明适用的一种刀库及机械手综合性能测试平台。
发明内容
本实用新型的目的是解决国内缺乏成熟的刀库及机械手性能测试平台的问题，提供了一种刀库及机械手综合性能测试平台。
本实用新型提供一种刀库及机械手综合性能测试平台，包括实验桌（1）、工控机（2）、数据采集系统（3）、无线基站（4）、三脚支架一（5）、工业相机（6）、三轴加速度传感器（10）、无线三轴加速度传感器（12）、立柱（13）、虚拟主轴（14）、电气箱（15）、基座（16）、气缸（18）、压力变送器（19）、激光位移传感器（20）、三脚支架二（21）、噪音传感器（22）、支架三（23）、固定架（24）、电力监控表（25）、计时器（26）、Y方向距离调节装置（27）、X方向距离调节装置（28），其中，所述基座（16）固定在地面上，所述立柱（13）安装在所述基座（16）上，所述虚拟主轴（14）安装在所述立柱（13）上，所述激光位移传感器（20）安装在所述三脚支架二（21）上，固定在所述虚拟主轴（14）处，距离所述虚拟主轴（14）的端面80mm，所述工业相机（6）固定在所述三脚架一（5）上，安装在所述刀库（9）的倒刀槽处，所述三轴加速度传感器（10）安装在所述刀库（9）的动力轮处，所述压力变送器（19）安装在所述气缸（18）的回路中，检测气压值的状态，所述噪音传感器（22）固定在所述支架三（23）上，然后安装在距离电机1.5m处，检测自动换到装置的噪音情况，所述电力监控表（25）串联在所述电机的线路中，检测所述电机的电流状态，所述计时表（26）安装在所述电机的回路中，所述无线三轴加速度传感器（12）安装在靠近所述机械手（11）手爪处，检测机械的运动特性。
进一步地，所述刀库（9）和所述机械手（11）固定在所述固定架（24）上，然后再安装在基座（16）上。
进一步地，调节X、Y方向上的距离调节装置（28）（27），使虚拟主轴（14）符合机械手（11）换刀的位置要求。
进一步地，激光束分别从所述虚拟主轴（14）的X轴方向和Y轴方向对准所述虚拟主轴（14）的中心，检测机械手的位置精度和重复定位精度。
进一步地，所述工业相机（6）的镜头光轴对准所述倒刀槽的中心线。
进一步地，检测数据通过所述无线基站（4）或数据线传给所述数据采集系统（3），所述数据采集系统（3）将得到的所述检测数据通过所述工控机（2）进行显示、分析和输出。
进一步地，所述Y方向距离调节装置（27）、所述X方向距离调节装置（28）包括滚珠丝杆、齿轮箱、微调手轮、粗调手轮。
本实用新型提供的一种刀库及机械手综合性能测试平台有如下有益效果：通过调节虚拟主轴及传感器的位置，用于不同类型和规格的刀库及机械手性能检测，且安装方便，对采集到的数据进行分析处理后，以技术报告的形式输出数据，更直观地表述刀库及机械手性能的优劣，适用于各种类型不同规格的刀库及机械手的检测，且具有安装调节方便，操作简单，检测项目全面，精度较高的特点，可以应用于新产品的研发和产品应用前的检验，有利于提高刀库及机械手自主研发能力。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型一种刀库及机械手综合性能测试平台主视结构示意图；
图2是本实用新型一种刀库及机械手综合性能测试平台左视结构示意图；
图3是本实用新型一种刀库及机械手综合性能测试平台俯视结构示意图；
图4是本实用新型一种刀库及机械手综合性能测试平台立体结构示意图；
图5是本实用新型一种刀库及机械手综合性能测试平台调节虚拟主轴距离调节装置主视结构示意图；
图6是本实用新型一种刀库及机械手综合性能测试平台调节虚拟主轴距离调节装置俯视结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的目的是解决国内缺乏成熟的刀库及机械手性能测试平台的问题，提供了一种刀库及机械手综合性能测试平台。
结合图1－图4说明本实施方式，本实施方式提供一种刀库及机械手综合性能测试平台，包括实验桌（1）、工控机（2）、数据采集系统（3）、无线基站（4）、三脚支架一（5）、工业相机（6）、三轴加速度传感器（10）、无线三轴加速度传感器（12）、立柱（13）、虚拟主轴（14）、电气箱（15）、基座（16）、气缸（18）、压力变送器（19）、激光位移传感器（20）、三脚支架二（21）、噪音传感器（22）、支架三（23）、固定架（24）、电力监控表（25）、计时器（26）、Y方向距离调节装置（27）、X方向距离调节装置（28），其中，所述基座（16）固定在地面上，所述立柱（13）安装在所述基座（16）上，所述虚拟主轴（14）安装在所述立柱（13）上，所述激光位移传感器（20）安装在所述三脚支架二（21）上，固定在所述虚拟主轴（14）处，距离所述虚拟主轴（14）的端面80mm，所述工业相机（6）固定在所述三脚架一（5）上，安装在所述刀库（9）的倒刀槽处，所述三轴加速度传感器（10）安装在所述刀库（9）的动力轮处，所述压力变送器（19）安装在所述气缸（18）的回路中，检测气压值的状态，所述噪音传感器（22）固定在所述支架三（23）上，然后安装在距离电机1.5m处，检测自动换到装置的噪音情况，所述电力监控表（25）串联在所述电机的线路中，检测所述电机的电流状态，所述计时表（26）安装在所述电机的回路中，所述无线三轴加速度传感器（12）安装在靠近所述机械手（11）手爪处，检测机械的运动特性。
进一步地，所述刀库（9）和所述机械手（11）固定在所述固定架（24）上，然后再安装在基座（16）上。
进一步地，调节X、Y方向上的距离调节装置（28）（27），使虚拟主轴（14）符合机械手（11）换刀的位置要求。
进一步地，激光束分别从所述虚拟主轴（14）的X轴方向和Y轴方向对准所述虚拟主轴（14）的中心，检测机械手的位置精度和重复定位精度。
进一步地，所述工业相机（6）的镜头光轴对准所述倒刀槽的中心线。
进一步地，检测数据通过所述无线基站（4）或数据线传给所述数据采集系统（3），所述数据采集系统（3）将得到的所述检测数据通过所述工控机（2）进行显示、分析和输出。
结合图5－图6为了能检测不同的类型和规格的刀库及机械手，设计了距离调节装置(27)(28)，包括滚珠丝杆（29）、齿轮箱（30）、微调手轮（31）、粗调手轮（32）。其中，齿轮箱中有不同传动比的齿轮组成，可快速、准确地调节虚拟主轴的位置。在立柱和基座上分别有一个距离调节装置，结合线性导轨和滚珠丝杠可调节虚拟主轴的上下左右的位置，以配合不同类型的刀库及机械手的位置要求。
本实用新型的刀库及机械手综合性能测试平台的检测元器件具体安装位置总结如下：两个激光位移传感器安装在支架上，激光束分别在X轴和Y轴方向上对准虚拟主轴的中心，以测量机械手在X、Y方向上的偏移；工业相机安装在三角支架上，镜头对准倒刀槽和刀套连接处，测量刀套运动的位置精度；根据机床测量要求，噪音传感器安装在距离电机1米处，测试刀库及机械手换刀过程中的噪音；三轴无线加速度传感器安装在机械手靠近手爪的地方，测试机械手的振动和运行加速度；三轴加速度传感器安装在刀库主动轮的背侧，检测刀库运行的平稳性；压力变送器串联在气压缸油路中，用于实时检测气压缸的压力值；电力监控表串联在电机的电路中，监测电机的状态；计时器安装在电机的电路中，测量换刀时间。
本实用新型提供的一种刀库及机械手综合性能测试平台有如下有益效果：通过调节虚拟主轴及传感器的位置，用于不同类型和规格的刀库及机械手性能检测，且安装方便，对采集到的数据进行分析处理后，以技术报告的形式输出数据，更直观地表述刀库及机械手性能的优劣，适用于各种类型不同规格的刀库及机械手的检测，且具有安装调节方便，操作简单，检测项目全面，精度较高的特点，可以应用于新产品的研发和产品应用前的检验，有利于提高刀库及机械手自主研发能力。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种刀库及机械手综合性能测试平台，其特征在于，包括：实验桌（1）、工控机（2）、数据采集系统（3）、无线基站（4）、三脚支架一（5）、工业相机（6）、三轴加速度传感器（10）、无线三轴加速度传感器（12）、立柱（13）、虚拟主轴（14）、电气箱（15）、基座（16）、气缸（18）、压力变送器（19）、激光位移传感器（20）、三脚支架二（21）、噪音传感器（22）、支架三（23）、固定架（24）、电力监控表（25）、计时器（26）、Y方向距离调节装置（27）、X方向距离调节装置（28），其中，所述基座（16）固定在地面上，所述立柱（13）安装在所述基座（16）上，所述虚拟主轴（14）安装在所述立柱（13）上，所述激光位移传感器（20）安装在所述三脚支架二（21）上，固定在所述虚拟主轴（14）处，距离所述虚拟主轴（14）的端面80mm，所述工业相机（6）固定在所述三脚架一（5）上，安装在所述刀库（9）的倒刀槽处，所述三轴加速度传感器（10）安装在所述刀库（9）的动力轮处，所述压力变送器（19）安装在所述气缸（18）的回路中，检测气压值的状态，所述噪音传感器（22）固定在所述支架三（23）上，然后安装在距离电机1.5m处，检测自动换到装置的噪音情况，所述电力监控表（25）串联在所述电机的线路中，检测所述电机的电流状态，所述计时表（26）安装在所述电机的回路中，所述无线三轴加速度传感器（12）安装在靠近所述机械手（11）手爪处，检测机械的运动特性。
2.根据权利要求1所述的一种刀库及机械手综合性能测试平台，其特征在于，所述刀库（9）和所述机械手（11）固定在所述固定架（24）上，然后再安装在基座（16）上。
3.根据权利要求1所述的一种刀库及机械手综合性能测试平台，其特征在于，调节X、Y方向上的距离调节装置（28）（27），使虚拟主轴（14）符合机械手（11）换刀的位置要求。
4.根据权利要求1所述的一种刀库及机械手综合性能测试平台，其特征在于，激光束分别从所述虚拟主轴（14）的X轴方向和Y轴方向对准所述虚拟主轴（14）的中心，检测机械手的位置精度和重复定位精度。
5.根据权利要求1所述的一种刀库及机械手综合性能测试平台，其特征在于，所述工业相机（6）的镜头光轴对准所述倒刀槽的中心线。
6.根据权利要求1所述的一种刀库及机械手综合性能测试平台，其特征在于，检测数据通过所述无线基站（4）或数据线传给所述数据采集系统（3），所述数据采集系统（3）将得到的所述检测数据通过所述工控机（2）进行显示、分析和输出。
7.根据权利要求1所述的一种刀库及机械手综合性能测试平台，其特征在于，所述Y方向距离调节装置（27）、所述X方向距离调节装置（28）包括滚珠丝杆、齿轮箱、微调手轮、粗调手轮。
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