[发明专利]加工机的动平衡刀把及其动平衡控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工机的动平衡刀把及其动平衡控制系统，尤指一种利用磁性感应技术感应运算主轴上所设动平衡刀把的相对位置，并配合取得主轴振动量以运算出一调整角度值，供调整该动平衡刀把的角度以令其达到平衡的相关技术。

背景技术

由于各式加工机具有高速、高精度的加工需求，加工机在主轴高速化后遭遇质量不平衡造成的振动问题。

上述不平衡的衡量标准，是根据国际标准组织所制订定的ISO1940，转子依据转子使用的条件及运转时的振动量而加以区分，其将转子平衡等级分为11等，以2.5倍逐级递增为增量，由最佳的G0.4到最差的G4000，其中加工机主轴与刀具的动平衡等级为G6.3，其代表不平衡的质量位于转子半径上相对于转子总重量的值，亦代表不平衡对于转子轴心的偏心距离。

而造成加工机上主轴不平衡的因素很多，例如加工刀具的尺寸大小，经常造成主轴动平衡的差异太大，进而影响主轴寿命与加工品质。

为解决加工机的主轴不平衡问题，已知的修正技术包括以下数种：

1.重量消去法：是利用钻孔、铣削方式减少主轴上残余不平衡边的重量。

2.重量增加法：是在刀杆上预先钻好固定深度的螺孔，在测量取得动平衡残余值后，使用已知重量的螺丝加在预先钻好的螺孔内，以修正动平衡值。

3.动平衡环调整法：是在刀杆上设两个偏心且已知偏心量的动平衡环，通过改变其角度以调整刀杆的不平衡量。

以已知的动平衡调整法而言，是调整刀杆上两个已知偏心量的动平衡环角度，来调整刀杆的不平衡量。因此如何决定调整角度的大小，即直接影响不平衡量的调整效果。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种加工机的动平衡控制系统，主要是在加工机主轴的动平衡刀把上分设两个平衡调整环及一磁性元件，利用磁感应方式取得动平衡刀把的相对位置，且同时检测主轴运转时的振动值，以换算出两个平衡调整环应该调整的角度，藉以快速修正主轴的不平衡量。

为达成前述目的采取的主要技术手段是令前述加工机的动平衡控制系统包括：

一动平衡刀把，安装于一加工机的主轴上，供固定刀具，该动平衡刀把具有一刀把本体，刀把本体上分设有两个平衡调整环及一磁性元件；

一磁感应检测器，相对于前述动平衡刀把上的磁性元件；

一振动感测器，设于加工机的主轴上，用以测量主轴运转时的振动值；

一信号处理电路，分别与前述磁感应检测器、振动感测器连接，用以转换处理接收自磁感应检测器、振动感测器的感测信号；

一调整角度运算模块，与前述信号处理电路连接，用以根据信号处理电路的输出信号运算出一调整角度值，供调整动平衡刀把上两平衡调整环的角度；

以上所述的动平衡控制系统主要是在加工机主轴运转时，利用振动感测器测量主轴的振动值，同时由磁感应检测器取得动平衡刀把的相对位置，藉以换算出一调整角度值，并根据该调整角度值调整动平衡刀把上的平衡调整环，藉以修正主轴的不平衡量。利用上述系统是先测量加工机主轴修正不平衡量以前的振动值，配合动平衡刀把相对位置的取得及相关系数法的运算，得以运算出动平衡刀把上所设平衡调整环应该调整的角度，藉此可快速且准确地完成主轴不平衡量的修正。

本发明还提供一种加工机的动平衡刀把，具有一刀把本体，所述刀把本体上分设有两平衡调整环及一磁性元件，所述刀把本体呈圆柱状，其径面上形成有两朝轴心方向凹入的环槽，以分供设置一平衡调整环，所述环槽的槽高与槽形与平衡调整环的厚度、内缘轮廓匹配；各平衡调整环分别由两片半圆形的半环片组成，两半环片分别具有一表面及一底面，其中一半环片的底面两端分别形成有一凹部，两凹部使半环片两端的厚度变小，另一半环片的两端部分别朝圆周方向延伸一凸部，所述凸部底面与半环片的底面齐平，凸部的厚度适为另一半环片两端凹部的深度；每一平衡调整环的其中一半环片上设有一配重块。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明应用的加工机示意图；

图2是本发明在加工机主轴上所设动平衡刀把的分解图；

图3是本发明在加工机主轴上所设动平衡刀把的平面示意图；

图4是本发明的电路方块图。

具体实施方式