深孔钻镗床控制系统改造与切削参数监测研究.pdf

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1、2015年1月机床与液压Jan．2015第43卷第2期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．43No．2DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．02．051深孔钻镗床控制系统改造与切削参数监测研究杨福合，胡振华，庞明超(中北大学机械与动力工程学院，山西太原030051)摘要：结合生产加工的实际情况，分析了原深孔加工机床控制系统存在的缺陷，并根据用户的需求提出了一种高自动化的控制与检测方案。系统主要由PLC、触摸屏、变频器、伺服驱动组成，可实现主轴的无级调速和刀具进给速度、进给深度的任意控制，最大程度

2、上保证了加工工艺的灵活性。同时，切削参数监控功能在提高加工精度与效率的同时，保证了加工质量．降低了废品率。关键词：深孑L加工；控制系统改造；切削参数监测中图分类号：TM571．6+1文献标志码：B文章编号：1001—3881(2015)2—155—4StudyonControlSystemTransformationandCuttingParameterMonitoringforDeepHoleBoringMachineYANGFuhe．HUZhenhua．PANGMingchao(MechanicalEngineeringandAutom

3、ationCollege，NorthUniversityofChina，TaiyuanShanxi030051，China)Abstract：Combiningwithactualsituationofproductionandprocessing，theoriginalmachinetoolcontrolsystemdefectswerean—alyzed．Accordingtotheneedsofusers，ahighautomaticcontrolanddetectionschemewaspresented．Thesystemwasm

4、ainlycomposedbyPLC，touchscreen，inverter，servodrives，andthesteplessspeedregulationofspindleandtoolfeedspeed，feeddeptharbitrarycontrolcouldberealized，SOflexibilityofthemachiningprocesscouldbeensuredtothemaximumextent．Atthesametime，cuttingpa—rametermonitoringfunctioncouldbeus

5、edtoimprovemachiningprecisionandeficiency，toensurethemachiningquality，reducewasteproductrate．Keywords：Deepholeboring；Controlsystemtransformation；Cuttingparametermonitoring某企业深孔钻镗床采用继电器接触器控制系统控组成。被加工工件一端由主轴前端的卡盘夹紧．随主制。专门用来加工圆柱形深孔工件。钻孔最大直径轴一起旋转实现主运动。另一端由工件中心架辅助支100mm．钻孑L深度范围

6、：1000～12000mm．工件夹撑定位。钻头由钻杆箱带动高速旋转实现切削运动．持直径范围：100～300mm。原控制系统功能简易，丝杠在进给电机的带动下推动钻杆箱实现进给运动。自动化程度低，导致工人劳动强度大：原控制系统元机床结构示意图如图1所示。器件老化．电气线路受高压油与切削液腐蚀，机床在主要技术难点有以下几点：加工过程中故障频发；由于某些材料硬度高，深孑L加(1)实现主轴电机转速精确控制与无极调速，工工艺复杂，因此在加工时容易出现打刀现象，倘若根据进给速度自动完成多段速度切换。操控不当，易导致钻杆变形甚至折断、工件报废，从(2)根据

7、不同轴材料和进给深度，刀杆电机可而给企业造成巨大的经济损失。因此，对机床切削参自动完成多段速度切换，也可无极调速。数的监控和控制系统的改造十分迫切。(3)将原进给系统的全开环控制系统改造为闭1改造方案规划环控制系统，不仅满足速度控制、位置控制，还可微1．1主要结构及改造技术难点调速。深孔钻镗床是由床体、主轴箱、授油器、钻杆(4)开发人机交互系统，用户可对加工参数设箱、拖板箱、工件支架、钻杆支架、主轴控制系统、定，同时完成对相关切削参数的实时监测。进给系统、液压系统、高压冷却系统、辅助控制系统收稿日期：2013-1l一27作者简介：杨福合(1

8、973一)，男，硕士，讲师，研究方向为机电系统运行状态检测与控制。E-mail：yfh0428@qq．com。·156·机床与液压第43卷图1深孔钻镗床结构图1．2电气系统改造规