CN212286865U - 一种车床轮毂加工中在线动平衡检调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车床轮毂加工中在线动平衡检调装置，它包括：加速规，所述加速规安装在车床主轴的周面上，用于测量所述车床主轴的加速度量；驱动器，所述驱动器通过第一缆线与所述加速规相连接，用于将所述加速度量转化为位移量；控制系统，所述控制系统通过第二缆线与所述驱动器相连接，用于根据所述位移量给出调适孔位的方向角度及孔大小深度。避免了重复拆装的操作而省去极大的人工、物力，减少多次重复装夹的误差，测量精度好，避免不必要的对工件的损坏，实现了在线检知动平衡，有效解决因振动产生的加工问题。

Description

一种车床轮毂加工中在线动平衡检调装置

技术领域

本实用新型属于动平衡调节领域，涉及一种在线动平衡检调装置，具体涉及一种车床轮毂加工中在线动平衡检调装置。

背景技术

由于轮毂为铸件，其内可能含有杂质、气孔，导致为其内部组成分布不均匀或者外部轮廓非真圆，使轮毂本身质心与旋转中心有所差异，造成轮毂加工时的震动，此现象就是车床轮毂加工中的不平衡。这种震动会导致噪音的产生、车削精度不佳以及会降低主轴的寿命。因此，如果能有效的消除这个震动(即消除加工中平衡)，可以有效的提升加工品质。

通常轮毂动平衡采用减质量法进行校正，通过在轮毂周圈打固定孔来进行减质量，从而来产生变量去更改轮毂的合成质心矢量，使轮毂本身的不平衡量达到平衡，此方法为在线车轮毂加工动平衡校正。

目前，轮毂在加工过程中，为检测其不平衡量并使其达到动平衡效果，需要在加工过程中，多次将轮毂取下，在专门的动平衡仪上进行测试打孔，再将其放到主轴上进行加工。这样会有几个弊端：首先动平衡仪上测出的动平衡量未考虑到主轴侧的因素，可能会出现误差量测情况；其次，这种检验校正方式需要多次重复装夹，这样也会产生一定误差；再有也存在装夹过程中产生损坏的风险，重复装夹对于人力物力也是一种极大的浪费。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种车床轮毂加工中在线动平衡检调装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种车床轮毂加工中在线动平衡检调装置，它包括：

加速规，所述加速规安装在车床主轴的周面上，用于测量所述车床主轴的加速度量；

驱动器，所述驱动器通过第一缆线与所述加速规相连接，用于将所述加速度量转化为位移量；

控制系统，所述控制系统通过第二缆线与所述驱动器相连接，用于根据所述位移量给出调适孔位的方向角度及孔大小深度。

优化地，所述加速规通过固定单元安装在车床主轴的周面上，所述固定单元为金属双面胶或强力磁铁。

优化地，所述车床主轴端部连接有用于带动其转动的主轴电机；所述驱动器还与所述主轴电机相连接；所述控制系统安装在所述车床上，用于对所述主轴电机进行参数调节。

优化地，所述驱动器为S08-SMD-34C系列四合一驱动器。

优化地，所述控制系统为22系列控制器。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型车床轮毂加工中在线动平衡检调装置，通过缆线连接加速规、驱动器和控制系统，从而根据位移量给出调适孔位的方向角度及孔大小深度，避免了重复拆装的操作而省去极大的人工、物力，减少多次重复装夹的误差，测量精度好，避免不必要的对工件的损坏，实现了在线检知动平衡，有效解决因振动产生的加工问题。

附图说明

图1为本实用新型车床轮毂加工中在线动平衡检调装置的结构示意图；

图2为本实用新型车床轮毂加工中在线动平衡检调装置使用示意图；

图3为本实用新型调试后控制系统给出孔位角度大小示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步描述。

以下各实施例的说明是参考附图，用以例示本实用新型可据以实施的特定实施例。本实用新型所提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”或“包含”应被理解为意指包括该元件，但是不排除任何其它元件。

如图1和图2所示的车床轮毂加工中在线动平衡检调装置，主要包括加速规2、驱动器 4和控制系统5等。

其中，加速规2安装在车床主轴1的周面上，用于测量车床主轴1的加速度量；而车床主轴1的端部连接有主轴电机(车床主轴1的端部与主轴电机之间通常采用皮带连接，图中未显示；主轴电机亦称为伺服电机或主轴伺服电机)，这样利用主轴电机的工作可以带动车床主轴1的同步转动。加速规2通常自带有第一缆线6，而形成一个整体。在本实施例中，加速规2通过固定单元3安装在车床主轴1的周面上，以将加速规2安装于欲量测加速度维度的垂直方向上(即主轴侧壁)；该固定单元3为金属双面胶或强力磁铁，不能使用蜜蜡散热泥等刚性较低介质，以免影响量测效果。

驱动器4通过第一缆线6与加速规2相连接，并与主轴电机相连接，这样驱动器4一方面可以用于将获取的加速度量转化为位移量，另一方面可以根据获取的指令或信号对主轴电机进行诸如参数设置等控制。在本实施例中，驱动器4优选为新代公司的S08-SMD-34C系列四合一驱动器，它具有若干接口，分别为：接口A，外部电源输入接点，可以连接380～440V 三相交流电源；接口B，马达驱动电源输出接点，连接马达侧提供马达电源，由右至左分别为第一至第四轴；接口C，制动电阻接；接口D，串列通信接孔，用于连接上位的控制器(如本申请中的控制系统5)以及连接串列驱动器；接口E，USB接孔，用于连接个人电脑；接口F，I/O信号接孔，用于连接I/O设备(如急停开关、警示灯等)；接口G，编码器反馈接孔，用于连接各轴马达编码器；接口H，MPG接孔，手轮专用接口以外接手轮；接口I，X1 PORT，输入界面，可外接输入端子板；接口J，Y1 PORT，输出界面，可外接输出端子板。可以将加速规的6pin接头接在四合一驱动器前级板的编码器反馈接孔(可接于6pin扩充板)。

该控制系统5通常安装在车床上(机床的钣金上)，用于对车床主轴电机等进行控制(参数、信号等)。在本实施例中，控制系统5通常为新代公司的22系列控制器；它具有若干接口，分别为：接口B，LAN1&2，2组10/100M网络接口；接口C，键盘接口；接口D，2组 USB2.0接口；接口E，M3串行伺服通信接口；接口F，I/O装置；接口G，RIO PORT接口。控制系统5还通过第二缆线7与驱动器4相连接，用于根据前述得到位移量并结合时间量给出调适孔位的方向角度及孔大小深度，具体可以由内置于控制系统5中的公式推导获得：

式中，a为加速度值、M为总质量，m为杂质质量，ω为角速度，r为旋转半径，t为时间量，X为车床主轴1径向位移量。

利用上述车床轮毂加工中在线动平衡检调装置进行在线动平衡检调方法，它包括以下步骤：

(a)用控制系统5调试车床主轴电机参数，确保主轴电机增益及惯量比正确，使得主轴旋转时不会出现由主轴电机自身导致的振动；具体为：

(a1)利用控制系统5进行车床主轴1伺服电机(即主轴电机)的惯量估测；具体操作为：在22系列控制器上通过按键依次选择以下功能：参数设置-调试功能-自动调机；

(a2)在车床不震动的情况下，提高车床主轴1伺服电机增益并确保惯量比正确；具体操作为：在22系列控制器上通过按键依次选择以下功能：参数设置-下一页-串列参数设置，更改Pn-100速度回路增益、Pn-101速度回路积分时间常数和Pn-102位置回路增益；

(b)将加速规2安装在主轴侧壁上，并通过驱动器4与控制系统5相连接；具体为：

(b1)将加速规2通过第一缆线6与驱动器4相连接；即将加速规2的6pin接头接在新代四合一驱动器4前级板的编码器接口(可接于6pin扩充板)；

(b2)将控制系统5通过第二缆线7与驱动器4相连接，

(b3)通过控制系统5对驱动器4进行串列参数设置；具体为：

在控制系统5进行以下操作参数设置：下一页-串列参数，将Pn-920(第二编码器通讯界面形态)设定为13(新代编码器)，Pn-921(第二编码器接口号码)设置为对于6pin接口，Pn-92D(第二编码器感测板形态)设置为3(新代加速规)；

(c)将轮毂8通过主轴1另一端部的夹爪11夹持好，以正常转速旋转；在控制系统5上启动振动调试功能，并将加速规2获得的加速度量通过驱动器4传送至控制系统5，以得到调适孔位的方向角度及孔大小深度(如图3所示)，打孔调试以消除振动。具体为：

(c1)从F10(下一页)-F3(参数设定)-F8(调适功能)，点入「振动调试」按键，获取车床主轴1的振幅与主轴转速(可以根据需要进行按键调试)；

(c2)通过控制系统5获得调适孔位(即含有杂质或不平衡量处，m)的方向角度及孔大小深度，进行打孔调试；

(c3)获取调试后的车床主轴1的振幅与主轴转速，确定车床主轴1是否振动；当车床主轴1有振动时，重复前述步骤直至无振动；当车床主轴1无振动时，进行轮毂加工操作。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种车床轮毂加工中在线动平衡检调装置，其特征在于，它包括：

加速规（2），所述加速规（2）安装在车床主轴（1）的周面上，用于测量所述车床主轴（1）的加速度量；

驱动器（4），所述驱动器（4）通过第一缆线（6）与所述加速规（2）相连接，用于将所述加速度量转化为位移量；

控制系统（5），所述控制系统（5）通过第二缆线（7）与所述驱动器（4）相连接，用于根据所述位移量给出调适孔位的方向角度及孔大小深度。

2.根据权利要求1所述的车床轮毂加工中在线动平衡检调装置，其特征在于：所述加速规（2）通过固定单元（3）安装在车床主轴（1）的周面上，所述固定单元（3）为金属双面胶或强力磁铁。

3.根据权利要求1所述的车床轮毂加工中在线动平衡检调装置，其特征在于：所述车床主轴（1）端部连接有用于带动其转动的主轴电机；所述驱动器（4）还与所述主轴电机相连接；所述控制系统（5）安装在所述车床上，用于对所述主轴电机进行参数调节。

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