一种链式刀库可靠性试验方法及状态监测系统与流程

文档序号:12080423阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种链式刀库可靠性试验方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤1:刀库状态检验:包括安装规定刀具和进行既定功能检验;具体地,安装规定刀具包括最大重量、最大刀具重力矩、最大长度及最大直径的刀具;功能检验包括刀仓正反转检验、气缸推刀回刀检验、刀仓交换刀具检验、机械手换刀检验、机械手抓刀检验及系统对数据自动记录检验;

步骤2:最大刀具重量刀具交换试验:刀库仅装入满足最大刀具重量的刀具,进行刀具自动交换试验,刀具在每个刀套自动重复交换次数不少于五次;

步骤3:故障自动监测子系统监测刀库及机械手的运行状态,进行数据记录以及故障诊断;若系统发生故障,则进行维修;若无故障,则继续下一步;

步骤4:相邻刀套空刀条件下最大刀具直径的刀具交换试验:在刀库相邻刀套空刀的刀位上,装入满足相邻刀套空刀条件下最大刀具直径的刀具,进行刀具自动交换试验,交换次数不少于五次;

步骤5:重复步骤3;

步骤6:相邻刀套装刀条件下最大刀具直径的刀具交换试验:在刀库相邻刀位上,装入满足相邻刀套装刀条件下最大刀具直径的刀具,进行刀具自动交换试验,交换次数不少于五次;

步骤7:重复步骤3;

步骤8:最大刀具重力矩刀具交换试验:刀库仅装入满足最大刀具重力矩的刀具,进行刀具自动交换试验;刀具在每个刀套自动重复交换次数不少于五次;

步骤9:重复步骤3;

步骤10:运转噪声试验:刀库中装满刀具,其中,满足最大刀具重量、相邻刀套空刀条件下最大刀具直径、相邻刀套装刀条件下最大刀具直径、最大刀具重力矩的刀具至少各有一把,分别进行刀具自动交换试验;在距离刀具自动交换装置1m远的位置,进行噪声测量;

步骤11:重复步骤3;

步骤12:最大刀库容重刀具交换试验:刀库装满刀具,其中,每一把装入的刀具都不超过最大刀具重量、相邻刀套装刀条件下最大刀具直径、最大刀具重力矩的允许值,同时,装入的刀具的总重量达到最大刀库容重;驱动刀库进行自动选刀及刀具自动交换试验,每个刀位的刀具自动交换次数不少于10次;

步骤13:重复步骤3;

步骤14:试验结束。

2.根据权利要求1所述的一种链式刀库可靠性试验方法,其特征在于:

在进行链式刀库可靠性试验时,每个刀位都进行转位、抓刀动作;

转位动作包括正反向的连续顺序转位和不等位转位。

3.根据权利要求1所述的一种链式刀库可靠性试验方法,其特征在于:

在进行链式刀库可靠性试验连续运转1-2小时后,停止运行15-30分钟;

在停止运行的时间内,对试验系统进行维护;维护项目至少包括对机械结构进行润滑,对螺栓进行紧固,对电路接线进行紧固。

4.一种链式刀库状态监测系统,包括刀盘子系统(A)和控制子系统(C),所述的刀盘子系统(A)承载待检测刀库,其特征在于:

还包括换刀机械手子系统(B),换刀机械手子系统(B)对刀盘子系统(A)中的待检测刀库进行换刀动作;

还包括故障自动监测子系统(D),故障自动监测子系统(D)包括布置在各子系统之中的传感器和数据采集系统;

所述的控制子系统(C)内嵌于工控系统中,对上述各子系统进行实时控制、数据分析与存储。

5.根据权利要求4所述的一种链式刀库状态监测系统,其特征在于:

所述的刀盘子系统(A)包括气泵(1)、气缸(2)、刀盘支撑结构件(3)、伺服电机(4)和待检测刀库(5),其中,气泵(1)与气缸(2)通过气动管路连接,气缸(2)操纵待检测刀库(5)中的刀具进行推刀和回刀动作;

所述的刀盘支撑结构件(3)对待检测刀库(5)进行支撑;

所述的伺服电机(4)安装在待检测刀库(5)的上后方,通过行星减速机构驱动待检测刀库(5)的链轮进行选刀;伺服电机(4)选用伺服控制器,精确控制刀仓伺服电机的位置、转速和转矩;

可选地,所述的待检测刀库(5)为分离式链式刀库。

6.根据权利要求4所述的一种链式刀库状态监测系统,其特征在于:

所述的换刀机械手子系统(B)包括虚拟主轴(6)、机械手支撑结构件(7)、减速电机(8)和机械手(9),其中,机械手支撑结构件(7)对各部件进行支撑固定,减速电机(8)通过链传动驱动机械手(9)进行换刀动作,减速电机(8)与电机支撑架(10)固连;

所述的虚拟主轴(6)对机械手(9)换刀动作带来的刀具的刀柄进行夹持,代替真实数控加工中心的主轴,虚拟主轴(6)与链式刀库支架固连,并通过待检测刀库(5)上粗装配加工的竖直通孔进行竖直平面内的微调,虚拟主轴(6)通过顶丝在水平方向进行微调;在虚拟主轴(6)位置调节完成后,通过定位销进行固定;

在机械手(9)进行换刀动作时,减速电机(8)提供的动力通过弹性联轴器(11)传递到传动轴(12)上;传动轴(12)将动力传递到链轮(16)上,链轮(16)通过螺纹连接安装到传动轴(12)上,通过将链轮套左侧(8)个螺钉依次旋紧,链轮(16)通过链条把动力最终传递到机械手(9)上。

7.根据权利要求4所述的一种链式刀库状态监测系统,其特征在于:

所述的控制子系统(C)内嵌于电控柜(19)的工控系统中,并以触摸屏(18)作为控制终端,与实验员进行交互;

所述的控制子系统(C)包括下位机、上位机和数据库。

8.根据权利要求4所述的一种链式刀库状态监测系统,其特征在于:

所述的故障自动监测子系统(D)包括但不限于振动传感器、压力变送器、温度传感器、噪声传感器、气压传感器、三轴加速度传感器、光电传感器,对整个系统运行信号进行监测,监测信号包括但不限于机械手和刀盘电机的温度、噪声、气压值、电压、电流、刀盘和机械手的振动信号以及判断是否掉刀的高低电平信号。

9.根据权利要求8所述的一种链式刀库状态监测系统,其特征在于:

所述的故障自动监测子系统(D)通过LabView软件进行多通道、多传感器数据采集,采集到的信号经过数据采集卡,汇总到NI compact RIO测试平台;通过信号分析与处理模块将信号数据进行分析、处理,以文字、图表的形式将刀库运行状态反馈给实验员;

信号分析与处理模块包括数据的调用打开、数据列表输出、信号特征量分析、信号图形分析和分析结果的保存。

10.根据权利要求8所述的一种链式刀库状态监测系统,其特征在于:

所述的故障自动监测子系统(D)的软件系统对刀库运行过程中的各种刀具换刀次数、刀仓正反转的次数、刀库运行状态、运行时间、电机电流和电压变化情况、故障数据状况进行实时监测和记录;通过对数据进行分析和处理,完成刀库故障诊断;

当判定链式刀库及其机械手发生故障时,自动终止试验并记录故障数据。

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