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深孔钻镗床刀具保护设计论文1引言深孔钻镗床主要用于深孔钻孔扩孔镗孔等深孔加工。但由于加工深度常达到十几米甚至几十米在加工过程中刀具损坏状况很难掌握通常都由操作者根据自己的工作经验来判断。因此当刀具损坏时十分不容易被发现常常会影响加工的精度并造成生产上的损失甚至使机床受到损坏。经过多年的摸索实践总结出如下方法很好地解决了这一问题。在普通的深孔钻镗床中床头箱主轴钻杆箱主轴通常选用直流调速装置控制直流电机来实现调速。直流调速具有调速范围宽低速性能好等特点。2工作原理在正常加工过程中随着钻孔的深入刀具所受钻削扭矩基本保持不变电机的功率也基本保持不变。当刀具损坏后则刀具所受扭矩变大从而引起电机电流增大通过PLC的模拟量输入模块将检测到模拟量信号转变为数字量信号利用PLC的运算功能与设定值进行比较来确定刀具是否损坏。利用调速装置的模拟量输出口将检测到的电流信号转换成0~10V电压信号输出到PLC的模拟量输入模块进行A/D模数转换然后与设定值进行比较。这个设定值由工艺人员根据工件材质刀具加工量等参数计算得到通过拔段开关来选择。当检测值大于设定值20%时则判定扭矩过载即刀具受损PLC发出报警停止加工更换刀具工件加工示意图如图1所示。2.1硬件配置检测系统选件主要有直流调速装置6RA24用于检测电机电流;PLC为欧姆龙公司的CQM1H主机和其模拟量输入模块用于进行模数转换及比较运算;100Ω/0.5w电阻10个用于扭矩设定粗调;电位器3kΩ/1w1个用于扭矩设定精调;拨段开关1个用于扭矩设定选择。装置输出电压U2给定电压U1。2.2检测系统检测系统框图如图2所示检测数据如附表。2.3信号采样的处理与比较接通刀具扭矩保护开关后延时30S后开始对U1U2进行信号采样。将U1U2信号分别采样1次作为1组。每隔1S采样1次并将采样信号经过模数转换传输到PC的内部作运算。采取5组数据并将每1组中的2个数据进行比较。只有当5组信号中的U2均大于U1的20%时才认为扭矩过载发出报警。如果只有12组信号是U2大于U1的20%则认为是加工零件中有硬点或有其它的干扰信号可以忽略然后重新进行采样。.4部分控制程序LD0000;选择扭矩比较TIMT001#0300LDT001ANDNOTT003TIMT002#0010LDT002TIMT003#0010LDT002MOV(21)232;读入数据DM0012;将232中内容传送到DM0012LDT002MOV(21)233;读入数据DM0014;将233中内容传送到DM0014LD0000CMP(20)DM0012;进行比较DM0014AND25505;结果为真时则20000输出OUT20000LD20000SUB(31)DM0012DM0014;从DM0012中内容减去DM0014DM0010;中内容并将结果置于DM0010LD20000MUL(32)DM0010#0005DM0016LD20000CMP(20)DM0016DM0014AND25505OUT01000;DM0010中内容若大于;DM0014内容的20%则;01000输出报警停止加工。3结论这种控制电路检测方法已经多次应用于机床设计实践证明是行之有效的。如果将此设计电路稍作变化也可以应用于数控机床上。十分方便地解决深孔加工中的刀具扭矩保护的设计。参考文献[1]齐占山.机床电气控制技术[M].北京:机械工业出版社1998.[2]常健生.检测与转换技术[M].长春:吉林工业大学出版社1998.[3]OMRONCQM1H可编程序控制器使用手册.[4]张晓坤.可编程序控制器原理及应用[M].西安:西北工业大学出版社2000.