一种细长杆车削加工用主动柔性稳定系统

文档序号:32302011发布日期:2022-11-23 08:41阅读:38来源:国知局
一种细长杆车削加工用主动柔性稳定系统

1.本技术属于车床加工液压控制领域,具体涉及一种细长杆车削加工用主动柔性稳定系统。


背景技术:

2.传统卧式车床在加工细长杆类工件时通常采用三爪卡盘+尾架两端夹紧的固定方式,车刀在对加工工件进行切削运动时,加工工件的一侧受到来自车刀的背向力,加工工件在背向力的作用下容易发生加工形变及振动,加工形变严重制约工件的加工精度,降低工件的加工质量。


技术实现要素:

3.针对上述问题,本专利提出一种细长杆车削加工用主动柔性稳定系统,通过伺服液压缸驱动平行四连杆机构实现稳定轮中心轴线与工件旋转轴线相平行,通过独立调节每个柔性稳定机构的伺服液压缸的输出力和输出位移,实现对不同尺寸的加工工件的支撑和稳定作用,提高工件的加工刚度,同时每个伺服液压缸具有较好的阻尼特性,可抑制细长杆在加工过程中的振动,提高工件的加工精度。其技术方案为:一种细长杆车削加工用主动柔性稳定系统,包括安装在车床机架上的稳定机架,所述稳定机架上设有多个凸台,所述凸台上设有上连接基座,所述上连接基座与连接臂的一端连接,所述连接臂的另一端与下连接基座连接,所述下连接基座与稳定轮连接,每个所述上连接基座上均设有双作用单出杆伺服液压缸,所述双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆通过连接耳环与连接臂连接,所述稳定轮用于稳定加工工件。
4.进一步优选的,所述稳定轮包括稳定轮侧支撑臂、稳定轮底座、稳定轮中心轴、稳定轮轮辐,稳定轮缓冲层,所述稳定轮侧支撑臂与稳定轮底座固定连接,稳定轮侧支撑臂远离稳定轮底座的一端设有圆形安装孔,稳定轮中心轴通过滑动轴承安装在稳定轮侧支撑臂的圆形孔内,稳定轮轮辐通过键连接安装在稳定轮中心轴上;稳定轮轮辐外缘设有稳定轮缓冲层,下连接基座与稳定轮底座通过螺栓固定连接。
5.进一步优选的,所述上连接基座与下连接基座之间设置四个连接臂,四个连接臂与上连接基座、下连接基座组成一个平行四杆机构,双作用单出杆伺服液压缸无杆腔一端的连接耳环设有球铰链,球铰链通过连接销轴与上连接基座连接,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆耳环设有球铰链,球铰链通过连接销轴与连接臂下端相连。
6.进一步优选的,每个所述双作用单出杆伺服液压缸的无杆腔通过截止阀一分别与比例调速阀、比例溢流阀、压力传感器一连接,双作用单出杆伺服液压缸的有杆腔与截止阀二连接,双作用单出杆伺服液压缸内置有位移传感器,所述截止阀二与压力传感器二、伺服换向阀a口连接,所述伺服换向阀p口与油源连接、t口与油箱连接,b口处于截至状态,所述比例调速阀与油源连接,比例溢流阀与油箱连接。
7.进一步优选的,主动柔性稳定机构的位置控制过程如下:
伺服换向阀处于左位,油源内的高压油经比例调速阀的调速后由其b口流出,当比例调速阀b口流出的液压油压力低于比例溢流阀的预设的开阀压力时,比例调速阀b口流出的液压油分别流入压力传感器一和截止阀一,液压油经截止阀一后流入双作用单出杆伺服液压缸的无杆腔,双作用单出杆伺服液压缸的活塞做伸出运动,液压油经其b口流入截止阀二,液压油经截止阀二后流入压力传感器二和伺服换向阀,液压油经伺服换向阀后由其t口直接流入油箱,当位移传感器检测主动柔性稳定机构接近加工工件时,切换伺服换向阀的阀芯至右位,油源内的高压油与双作用单出杆伺服液压缸的有杆腔连通,根据压力传感器二的压力信号,通过调节伺服换向阀阀芯的位置,调整双作用单出杆伺服液压缸的有杆腔内液压油压力,通过提高伺服液压缸有杆腔内液压油的压力来降低伺服液压缸的活塞伸出速度;当位移传感器检测主动柔性稳定机构运动至指定位置,伺服换向阀切换至中位,双作用单出杆伺服液压缸处于锁止状态,实现主动柔性稳定机构的位置控制功能。
8.进一步优选的,主动柔性稳定机构的支撑力控制过程如下:伺服换向阀处于右位,双作用单出杆伺服液压缸的有杆腔与油源连通,当需要增大支撑力时,根据压力传感器一的压力信号,提高比例溢流阀的开阀压力,通过比例调速阀与比例溢流阀的协同作用,增大比例调速阀b口液压油的输出压力,根据压力传感器二的压力信号,通过控制伺服换向阀的阀芯位置,降低换向阀a口的液压油的输出压力,通过调节双作用单出杆伺服液压缸无杆腔与有杆腔内液压油的压力,实现对双作用单出杆伺服液压缸输出力的控制。
9.进一步优选的,主动柔性稳定机构的复位过程如下:伺服换向阀处于右位,调节比例调速阀使其阀口处于关闭状态,降低比例溢流阀的开阀压力,油源内的液压油经伺服换向阀的p口流入伺服换向阀,液压油经伺服换向阀后由其a口流出,伺服换向阀的a口流出的液压油分别流入压力传感器二和截止阀二,液压油经截止阀二后流入双作用单出杆伺服液压缸的有杆腔,双作用单出杆伺服液压缸的活塞做缩回运动,双作用单出杆伺服液压缸的无杆腔内的液压油经其a口流入截止阀一,液压油经截止阀一后由其a口分别流入压力传感器一和比例溢流阀,液压油经比例溢流阀后由其b口直接流回油箱,当位移传感器检测双作用单出杆伺服液压缸的活塞靠近初始位置时,提高比例溢流阀的开阀压力,通过调节比例溢流阀的开阀压力,调整双作用单出杆伺服液压缸无杆腔与有杆腔液压油之间的压力差,降低主动柔性稳定机构的复位速度,当位移传感器检测双作用单出杆伺服液压缸的活塞运动至初始位置时,将伺服换向阀切换至中位,比例溢流阀的开阀压力调整值最大,此时双作用单出杆伺服液压缸的活塞停止运动,实现主动柔性稳定机构的复位功能。
10.进一步优选的,主动柔性稳定机构的运动过程如下:加工工件在机床主轴箱的驱动下匀速旋转,主动柔性稳定机构在双作用单出杆伺服液压缸的驱动下开始运动,双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆将运动通过球铰链传递至连接臂,下连接基座在连接臂的作用下不断靠近加工工件,稳定轮随着下连接基座一同平动,当检测稳定轮运动至工件附近,通过调整伺服换向阀的状态,降低主动柔性稳定机构的运动速度,使稳定轮缓慢靠近加工工件,当稳定轮与工件接触后,稳定轮缓冲层随着工件一同旋转,稳定轮轮辐随稳定轮缓冲层运动,稳定轮轮辐通过键连接带动稳定轮中心轴转动,稳定轮中心轴两端设有滑动轴承,稳定轮中心轴在滑动轴承内部运动,车刀开始切削工件,
液压系统根据加工工件的受力状态独立调节每个主动柔性稳定机构的支撑力,保证工件在加工过程中的刚度;工件在加工过程中产生的振动位移,经稳定轮缓冲层传递至下连接基座,下连接基座将振动进一步传递至伺服液压缸的活塞杆,双作用单出杆伺服液压缸为柔性稳定机构提供一个阻尼力,柔性稳定机构可有效抑制工件的振动,保证柔性稳定机构的稳定性;当车刀完成对工件的加工作业,主动柔性稳定机构在双作用单出杆伺服液压缸活塞杆的作用下快速复位,双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆带动下连接基座快速远离加工工件,稳定轮与加工工件发生脱离;当位移传感器检测到双作用单出杆伺服液压缸的活塞接近初始位置,通过调节伺服换向阀的状态,降低双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆的运动速度,当主动柔性稳定机构到达初始位置,调节系统内液压阀组使得双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆处于静止状态,完成主动柔性稳定机构在工件加工过程中的全部运动过程。
11.进一步优选的,主动柔性稳定机构的力传递过程如下:车刀对工件进行车削前,主动柔性稳定机构由初始位置运动至工作位置,双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆在其无杆腔内的液压油的作用下开始伸出,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆输出一个支撑力,支撑力通过球铰链传递至连接臂,下连接基座在连接臂的作用下不断靠近加工工件,下连接基座带动稳定轮一同运动,当稳定轮与加工工件接触,稳定轮施加工件一个支撑力,当所有的主动柔性稳定机构均与工件发生接触,车刀开始对工件进行车削加工,此时工件同时受到车刀的车削力和三个主动柔性稳定机构的稳定支撑力,根据工件的运动状态和受力状态,调节伺服换向阀的状态,实现对各个方向的稳定支撑力的独立控制,保证工件的加工稳定性;在车刀车削工件的过程中,工件会产生加工振动,双作用单出杆伺服液压缸具有较好的阻尼特性,可有效抑制工件的加工振动,在工件振动的过程中,双作用单出杆伺服液压缸输出一个阻尼力,阻尼力经下连接基座传递至稳定轮,阻尼力经稳定轮侧支撑臂传递至稳定轮轮辐,传递至稳定轮轮辐的阻尼力经稳定轮缓冲层传递至工件,传递至工件的阻尼力用于抑制其因加工引起的振动,稳定轮缓冲层为尼龙材料,可进一步吸收振动,并起到保护工件的作用;当车刀完成对工件的车削加工,需要主动柔性稳定机构回复至初始位置,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆在其有杆腔内的液压油的作用下开始缩回,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆输出一个拉力,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆输出的拉力通过与其相连的球铰链传递至连接臂,连接臂通过连接销轴将力传递至下连接基座,下连接基座开始远离加工工件,稳定轮随下连接基座一同运动,稳定轮与工件发生脱离,当位移传感器检测双作用单出杆伺服液压缸活塞杆回复至初始位置,调节液压系统内阀组的状态使得双作用单出杆伺服液压缸活塞杆停止运动,完成主动柔性稳定机构力的传递过程分析。
12.有益效果本专利提出一种细长杆车削加工用主动柔性稳定系统,通过三个独立的柔性稳定机构实现对工件不同方向的支撑,其中每个柔性稳定机构由一个伺服液压缸驱动,通过伺服换向阀与比例溢流阀调节伺服液压缸两个腔的液压油压力,实现对伺服液压缸的独立控制。
13.本专利创新性提出一种细长杆车削加工用主动柔性稳定系统,通过伺服液压缸驱动平行四连杆机构,实现稳定轮中心轴线与工件旋转轴线相平行,通过独立调节每个柔性
稳定机构的伺服液压缸的输出力和输出位移,实现对不同尺寸的加工工件的支撑和稳定作用,提高工件的加工刚度,同时每个伺服液压缸具有较好的阻尼特性,可抑制细长杆在加工过程中的振动,提高工件的加工精度。
附图说明
14.图1为本技术结构示意图;图2为图1剖视图;图3为稳定轮结构示意图;图4为本技术液压系统图;图5为加工工件的受力示意图。
15.图中,1-压力传感器一,2-截止阀一a,3-截止阀一b,4-截止阀一c,5-位移传感器a,6-位移传感器b,7-位移传感器c,8-双作用单出杆伺服液压缸一,9-双作用单出杆伺服液压缸二,10-双作用单出杆伺服液压缸三,11-截止阀二a,12-截止阀二b,13-截止阀二c,14-三位四通伺服换向阀一,15-三位四通伺服换向阀二,16-三位四通伺服换向阀三,17-压力传感器二a,18-压力传感器二b,19-压力传感器二c,20-比例溢流阀,21-比例调速阀,22-油源,23-油箱,24-上连接基座,25-连接臂,26-连接销轴,27-稳定机架,28-下连接基座,29-稳定轮,30-连接销轴,31-加工工件。
16.其中,稳定轮包括稳定轮底座291,稳定轮侧支撑臂292,稳定轮中心轴293,稳定轮轮辐294,稳定轮缓冲层295。
具体实施方式
17.以下详细说明都是例示性的,旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。
18.系统机械结构:稳定机架27主体为空心圆柱结构,其内部均布有三个矩形凸台,矩形凸台上设有用于连接上连接基座24的螺栓孔;上连接基座24两侧设有四个用于安装连接臂25的圆形孔,中心处设有用于连接双作用单出杆伺服液压缸的连接耳环,上连接基座24通过螺栓与机架27连接;下连接基座28两侧设有四个用于安装连接臂25的圆形孔,中心处设有用于连接双作用单出杆伺服液压缸的连接耳环,连接臂25一端通过连接销轴26与上连接基座24连接;连接臂25另一端通过连接销轴30与下连接基座28连接;四个连接臂与上连接基座24、下连接基座28一同组成一个平行四杆机构;双作用单出杆伺服液压缸无杆腔一端的连接耳环设有球铰链,球铰链通过连接销轴与上连接基座24连接,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆连接耳环设有球铰链,球铰链通过连接销轴与连接臂25下端相连;稳定轮29通过螺栓与下连接基座28连接;其中稳定轮29的稳定轮侧支撑臂292通过螺栓与稳定轮底座291连接;稳定轮侧支撑臂292远离稳定轮底座291的一端设有圆孔,稳定轮中心轴293通过滑动轴承安装在稳定轮底座291的圆孔内,稳定轮轮辐294通过键连接安装在稳定轮中心轴293上;稳定轮轮辐294外缘设有稳定轮缓冲层295,稳定轮缓冲层295材料为尼龙材料。
19.三个稳定轮由与之对应的三个双作用单出杆伺服液压缸和三个伺服换向阀驱动,
分别为双作用单出杆伺服液压缸一8、双作用单出杆伺服液压缸二9和双作用单出杆伺服液压缸三10;伺服换向阀采用三位四通伺服换向阀,分别为三位四通伺服换向阀一14、三位四通伺服换向阀二15、三位四通伺服换向阀三16。
20.系统液压回路:油箱23分别与比例溢流阀20的b口,三位四通伺服换向阀三16的t口,三位四通伺服换向阀二15的t口,三位四通伺服换向阀一14的t口相连;油源22分别与比例调速阀21的a口,三位四通伺服换向阀三16的p口,三位四通伺服换向阀二15的p口,三位四通伺服换向阀一14的p口相连,比例调速阀21的b口分别与比例溢流阀20的a口,压力传感器一1的a口,截止阀一a 2的a口,截止阀一b 3的a口,截止阀一c 4的a口相连;截止阀一a 2的b口与双作用单出杆伺服液压缸一8的a口相连;双作用单出杆伺服液压缸一8的b口与截止阀二a 11的a口相连;截止阀二a 11的b口分别与压力传感器二a 17的a口,三位四通伺服换向阀一14的a口相连;截止阀一b 3的b口与双作用单出杆伺服液压缸二9的a口相连;双作用单出杆伺服液压缸二9的b口与截止阀二b 12的a口相连;截止阀二b 12的b口分别与压力传感器二b 18的a口,三位四通伺服换向阀三15的a口相连;截止阀一c 4的b口与双作用单出杆伺服液压缸三10的a口相连;双作用单出杆伺服液压缸三10的b口与截止阀二c 13的a口相连;截止阀二c 13的b口分别与压力传感器二c 19的a口,三位四通伺服换向阀三16的a口相连。
21.位移传感器a 5测量双作用单出杆伺服液压缸一8的活塞杆的位移;位移传感器b 6测量双作用单出杆伺服液压缸二9的活塞杆的位移;位移传感器c 7测量双作用单出杆伺服液压缸三10的活塞杆的位移。
22.三位四通伺服换向阀一14,三位四通伺服换向阀二15和三位四通伺服换向阀三16处于左位时,其a口与t口处于导通状态,b口与p口处于导通状态;处于中位时,a口、b口、p口与t口均处于断开状态;处于右位时,其a口与p口处于导通状态,b口与t口处于导通状态。
23.主动柔性稳定机构的位置控制功能:三位四通伺服换向阀一14,三位四通伺服换向阀二15和三位四通伺服换向阀三16处于左位,油源22内的高压油经比例调速阀21的a口流入比例调速阀21,液压油经比例调速阀21后由其b口流出,当比例调速阀21的b口流出的液压油压力超过比例溢流阀20的预设开阀压力时,比例调速阀21的b口流出的液压油经比例溢流阀20的a口流入比例溢流阀20,液压油经比例溢流阀20后由其b口直接流回油箱23,当比例调速阀21的b口流出的液压油压力低于比例溢流阀20的预设开阀压力时,比例调速阀21的b口流出的液压油分别经压力传感器一1的a口流入压力传感器一1,经截止阀一a 2的a口流入截止阀一a 2,经截止阀一b 3的a口流入截止阀一b 3,经截止阀一c 4的a口流入截止阀一c 4;液压油经截止阀一a 2后由其b口流出,截止阀一a 2的b口流出的液压油经双作用单出杆伺服液压缸一8的a口流入双作用单出杆伺服液压缸一8的无杆腔,双作用单出杆伺服液压缸一8的活塞杆做伸出运动,双作用单出杆伺服液压缸一8的有杆腔内的液压油经其b口流出,双作用单出杆伺服液压缸一8的b口流出的液压油经截止阀二a 11的a口流入截止阀二a 11,液压油经截止阀二a 11后由其b口流出,截止阀二a 11的b口流出的液压油分别经压力传感器二a 17的a口流入压力传感器二a 17,经三位四通伺服换向阀一14的a口流入三位四通伺服换向阀一14,液压油经三位四通伺服换向阀一14后由其t口直接流入油箱23,当位移传感器一a 5检测稳定轮29接近加工工件31时,切换三位四通伺服换向阀一14的阀芯至右位,油源22内的高压油与双作用单出杆伺服液压缸一8的有杆腔连通,根据压力
传感器二a 17的压力信号,通过调节三位四通伺服换向阀一14的阀芯位置,调整双作用单出杆伺服液压缸一8的有杆腔内的液压油压力,降低双作用单出杆伺服液压缸一8的活塞杆伸出速度;液压油经截止阀一b 3后由其b口流出,截止阀一b 3的b口流出的液压油经双作用单出杆伺服液压缸二9的a口流入双作用单出杆伺服液压缸二9的无杆腔,双作用单出杆伺服液压缸二9的活塞杆做伸出运动,双作用单出杆伺服液压缸二9的有杆腔内的液压油经其b口流出,双作用单出杆伺服液压缸二9的b口流出的液压油经截止阀二b 12的a口流入截止阀二b 12,液压油经截止阀二b 12后由其b口流出,截止阀二b 12的b口流出的液压油分别经压力传感器二b 18的a口流入压力传感器二b 18,经三位四通伺服换向阀二15的a口流入三位四通伺服换向阀二15,液压油经三位四通伺服换向阀二15后由其t口直接流入油箱23,当位移传感器b 6检测稳定轮29近加工工件31时,切换三位四通伺服换向阀二15的阀芯至右位,油源22内的高压油与双作用单出杆伺服液压缸二9的有杆腔连通,根据压力传感器二b 18的压力信号,通过调节三位四通伺服换向阀二15的阀芯位置,调整双作用单出杆伺服液压缸二9的有杆腔内的液压油压力,降低双作用单出杆伺服液压缸二9的活塞杆伸出速度;液压油经截止阀一c 4后由其b口流出,截止阀一c 4的b口流出的液压油经双作用单出杆伺服液压缸三10的a口流入双作用单出杆伺服液压缸三10的无杆腔,双作用单出杆伺服液压缸三10的活塞杆做伸出运动,双作用单出杆伺服液压缸三10的有杆腔内的液压油经其b口流出,双作用单出杆伺服液压缸三10的b口流出的液压油经截止阀二c 13的a口流入截止阀二c13,液压油经截止阀二c 13后由其b口流出,截止阀二c 13的b口流出的液压油经压力传感器二c 19的a口流入压力传感器二c 19,经三位四通伺服换向阀三16的a口流入三位四通伺服换向阀三16,液压油经三位四通伺服换向阀三16后由其t口直接流入油箱23,当位移传感器c 7检测稳定轮29接近加工工件31时,切换三位四通伺服换向阀三16的阀芯至右位,油源22内的高压油与双作用单出杆伺服液压缸三10的有杆腔连通,根据压力传感器二c 19的压力信号,通过调节三位四通伺服换向阀三16的阀芯位置,调整双作用单出杆伺服液压缸三10的有杆腔内的液压油压力,降低双作用单出杆伺服液压缸三10的活塞杆伸出速度;位移传感器一a 5、位移传感器一b 6、位移传感器一c 7检测对应的柔性稳定机构均运动至指定位置,完成对主动柔性稳定机构的位置控制。
24.主动柔性稳定机构的支撑力控制功能:三位四通伺服换向阀一14,三位四通伺服换向阀二15和三位四通伺服换向阀三16处于右位,三个双作用单出杆伺服液压缸的有杆腔均与油源22连通,当需要增大支撑力时,根据压力传感器一1的压力信号,提高比例溢流阀20的开阀压力,通过比例调速阀21与比例溢流阀20的协同作用,增大比例调速阀21的b口液压油的输出压力,根据压力传感器二a 17的压力信号,调节三位四通伺服换向阀一14的阀芯向左运动,降低三位四通伺服换向阀一14的a口的液压油的输出压力,增大双作用单出杆伺服液压缸一8的输出力;根据压力传感器二b 18的压力信号,调节三位四通伺服换向阀二15的阀芯向左运动,降低三位四通伺服换向阀二15的a口的液压油的输出压力,增大双作用单出杆伺服液压缸二9的输出力;根据压力传感器二c 19的压力信号,调节三位四通伺服换向阀三16的阀芯向左运动,降低三位四通伺服换向阀三16的a口的液压油的输出压力,增大双作用单出杆伺服液压缸三10的输出力;当需要减小支撑力时,根据压力传感器一1的压力信号,降低比例溢流阀20的开阀压力,通过比例调速阀21与比例溢流阀20的协同作用,降低比例调速阀21的b口液压油的输出压力,根据压力传感器二a 17的压力信号,通过调节三位
四通伺服换向阀一14的阀芯向右运动,提高三位四通伺服换向阀一14的a口的液压油的输出压力,降低双作用单出杆伺服液压缸一8的输出力;根据压力传感器二b 18的压力信号,通过调节三位四通伺服换向阀二15的阀芯向右运动,提高三位四通伺服换向阀二15的a口的液压油的输出压力,降低双作用单出杆伺服液压缸二9的输出力;根据压力传感器二c 19的压力信号,通过调节三位四通伺服换向阀三16的阀芯向右运动,提高三位四通伺服换向阀三16的a口的液压油的输出压力,降低双作用单出杆伺服液压缸三16的输出力;通过调节比例溢流阀20,比例调速阀21和伺服换向阀组,实现主动柔性稳定机构支撑力的独立调节功能。
25.主动柔性稳定机构的复位功能:三位四通伺服换向阀一14,三位四通伺服换向阀二15和三位四通伺服换向阀三16处于右位,调节比例调速阀21使其阀口处于关闭状态,降低比例溢流阀20的开阀压力(调整为零),油源22内的液压油分别经三位四通伺服换向阀一14的p口流入三位四通伺服换向阀一14,经三位四通伺服换向阀二15的p口流入三位四通伺服换向阀二15,经三位四通伺服换向阀三16的p口流入三位四通伺服换向阀三16,液压油经三位四通伺服换向阀一14后由其a口流出,三位四通伺服换向阀一14的a口流出的液压油分别经压力传感器二a 17的a口流入压力传感器二a 17,经截止阀二a 11的b口流入截止阀二a 11,液压油经截止阀二a 11后由其a口流出,截止阀二a 11的a口流出的液压油经双作用单出杆伺服液压缸一8的b口流入双作用单出杆伺服液压缸一8的有杆腔,双作用单出杆伺服液压缸一8的无杆腔内的液压油经其a口流出,双作用单出杆伺服液压缸一8的a口流出的液压油经截止阀一a 2的b口流入截止阀一a 2,液压油经截止阀一a 2后由其a口流出;液压油经三位四通伺服换向阀二15后由其a口流出,三位四通伺服换向阀二15的a口流出的液压油分别经压力传感器二b 18的a口流入压力传感器二b 18,经截止阀二b 12的b口流入截止阀二b 12,液压油经截止阀二b 12后由其a口流出,截止阀二b 12的a口流出的液压油经双作用单出杆伺服液压缸二9的b口流入双作用单出杆伺服液压缸二9的有杆腔,双作用单出杆伺服液压缸二9的无杆腔内的液压油经其a口流出,双作用单出杆伺服液压缸二9的a口流出的液压油经截止阀一b 3的b口流入截止阀一b 3,液压油经截止阀一b 3后由其a口流出;液压油经三位四通伺服换向阀三16后由其a口流出,三位四通伺服换向阀三16的a口流出的液压油分别经压力传感器二c 19的a口流入压力传感器二c 19,经截止阀二c 13的b口流入截止阀二c 13,液压油经截止阀二c 13后由其a口流出,截止阀二c 13的a口流出的液压油经双作用单出杆伺服液压缸三10的b口流入双作用单出杆伺服液压缸三10的有杆腔,双作用单出杆伺服液压缸三10的无杆腔内的液压油经其a口流出,双作用单出杆伺服液压缸三10的a口流出的液压油经截止阀一c 4的b口流入截止阀一c 4,液压油经截止阀一c 4后由其a口流出;截止阀一a 2的a口、截止阀一b 3的a口和截止阀一c 4的a口流出的液压油分别经压力传感器一1的a口流入压力传感器一1,经比例溢流阀20的a口流入比例溢流阀20,液压油经比例溢流阀20后由其b口直接流回油箱23;双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆做缩回运动,当位移传感器检测到对应的双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆靠近初始位置时,通过调节比例溢流阀20的开阀压力,调整双作用单出杆伺服液压缸无杆腔与有杆腔液压油之间的压力差,降低主动柔性稳定机构的复位速度,当位移传感器检测双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆运动至初始位置时,将比例溢流阀20的开阀压力调整值最大,三位四通伺服换向阀一14,三位四通伺服换向阀二15和三位四通伺服换向阀三16切换至中位,此时双
作用单出杆伺服液压缸的活塞杆停止运动,实现主动柔性稳定机构的复位功能。
26.主动柔性稳定机构的运动分析:加工工件31在机床主轴箱的驱动下匀速旋转,主动柔性稳定机构在双作用单出杆伺服液压缸的驱动下开始运动,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆的运动通过球铰链带动连接臂25运动,连接臂25与上下连接基座组成平行四杆机构,下连接基座28在连接臂25的作用下不断靠近加工工件31,稳定轮29通过螺栓连接安装在下连接基座28靠近加工工件31的一端,稳定轮29随着下连接基座28一同平动,当检测到稳定轮29运动至工件31附近,通过调节液压系统中阀组的状态,降低主动柔性稳定机构的运动速度,稳定轮29缓慢靠近加工工件31,当稳定轮29与加工工件31接触后,稳定轮缓冲层295随着工件一同旋转,稳定轮轮辐294随稳定轮缓冲层295运动,稳定轮轮辐294通过键连接带动稳定轮中心轴293转动,稳定轮中心轴293两端设有滑动轴承,稳定轮中心轴293在滑动轴承内部运动;车刀开始切削加工工件31,液压系统根据加工工件31的受力状态独立调节每个稳定机构支撑力,保证工件在加工过程中的刚度;工件在加工过程中产生的振动位移,经稳定轮缓冲层295传递至下连接基座28,下连接基座28将振动进一步传递至伺服液压缸的活塞杆,由于伺服液压缸具有较好的阻尼特性,伺服液压缸可为柔性稳定机构提供一个阻尼力,可有效抑制工件的振动,保证柔性稳定机构的稳定性;当车刀完成对加工工件31的加工作业,主动柔性稳定机构在双作用单出杆伺服液压缸活塞杆的作用快速复位,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆带动下连接基座28快速远离加工工件31,稳定轮29与加工工件31脱离;当位移传感器检测到双作用单出杆伺服液压缸活塞接近初始位置,通过调节液压系统内阀组的状态,降低双作用单出杆伺服液压缸活塞杆的运动速度,当主动柔性稳定机构到达初始位置,调节液压系统使得双作用单出杆伺服液压缸活塞杆处于静止状态,完成主动柔性稳定机构在加工过程中的全部运动分析。
27.主动柔性稳定机构的力传递分析:车刀对加工工件31进行车削前,主动柔性稳定机构由初始位置运动至工作位置,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆在其无杆腔内的液压油的作用下开始伸出,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆输出一个支撑力,双作用单出杆伺服液压缸的活塞杆输出的支撑力通过与其连接的球铰链传递至连接臂25,连接臂25与下连接基座28通过销轴连接,连接臂25通过销轴的接触作用将力传递至下连接基座28,下连接基座28带动稳定轮29一同运动,当稳定轮29与加工工件31接触,稳定轮29施加工件31一个的支撑力f1,另外两个方向的主动柔性稳定机构分别施加加工工件31一个用于保证其稳定的支撑力f2和f3,当三个主动柔性稳定机构均与加工工件31发生接触(保持一个稳定的初始力),车刀开始对工件31进行车削加工,此时工件31同时受到车刀的背向力f和来自三个主动柔性稳定机构的稳定支撑力(f1、f2和f3),根据加工工件31的运动状态和受力状态,调节系统内阀组的状态,实现对三个方向的稳定支撑力的独立控制,保证加工工件31的加工稳定性;在车刀车削工件31的过程中,加工工件31会产生加工振动,由于伺服液压缸具有较好的阻尼特性,伺服液压缸可有效抑制加工工件31的加工振动,在加工工件31振动的过程中,伺服液压缸组输出一个阻尼力,阻尼力经下连接基座28传递至稳定轮29,阻尼力经稳定轮侧支撑臂292传递至稳定轮轮辐294,传递至稳定轮轮辐294的阻尼力经稳定轮缓冲层295传递至加工工件31,传递至加工工件31的阻尼力用于抑制其因加工引起的振动,稳定轮缓冲层295为尼龙材料,可进一步吸收振动,并起到保护工件的作用;当车刀完成对加工工件31的车削加工,需要主动柔性稳定机构回复至初始位置,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆在
其有杆腔内的液压油的作用下开始缩回,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆输出一个拉力,双作用单出杆伺服液压缸活塞杆输出的拉力通过与其相连的球铰链传递至连接臂25,连接臂25通过连接销轴将力传递至下连接基座28,下连接基座28开始远离加工工件31,稳定轮29随下连接基座28一同运动,稳定轮29与加工工件31发生脱离,当位移传感器检测双作用单出杆伺服液压缸活塞杆回复至初始位置,调整制液压系统阀组的状态使得双作用单出杆伺服液压缸活塞杆停止运动,完成主动柔性稳定机构力的传递过程分析。
28.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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