[发明专利]数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法。

背景技术

数控落地铣镗床上的镗杆位于滑枕内，镗杆和滑枕都可以伸缩移动，镗杆在W轴方向向外伸出，主铣头扭矩会随镗杆伸出按规律衰减，镗杆伸出越长，扭矩衰减越大。若镗杆在伸出较大的位置进行大扭矩切削，超出其允许的扭矩限制值，镗杆振动严重，影响镗杆精度进而影响加工精度，因此需要根据镗杆位置进行主铣头的扭矩限制。同样滑枕在Z轴方向上向外伸出时，主铣头扭矩随滑枕伸出也是按照一定的规律衰减，需要根据滑枕位置进行主铣头的扭矩限制。当镗杆、滑枕同时伸出时，主铣头扭矩衰减应按规律进行叠加。

主铣头上装有附件铣头时，由于各个附件铣头的扭矩与主铣头不同，根据附件铣头的机械特性，也必须进行附件铣头扭矩限制。装有不同附件铣头时，通过附件铣头识别开关识别出不同附件铣头，算出附件铣头铣头与主铣头功率的百分比，利用840D数控系统的PLC接口信号与驱动参数的对应关系，填写在对应的驱动参数中，对每个附件铣头功率设置一个固定值，进行限制。然而固定值限制不能真实反映镗杆或滑枕在一定位置。

目前的数控落地铣镗床往往忽视了主铣头和附件铣头的额定扭矩限制，超负荷运转主铣头和附件铣头，会造成主铣头和附件铣头损坏或精度破坏。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法。

本发明是通过以下措施实现的：

 本发明的一种数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法，包括以

下步骤：

步骤1：分别建立镗杆在W轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间

的特性曲线图t1和滑枕在Z轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间

的特性曲线图t2； 

步骤2：当滑枕伸出位移S_Z小于等于最大行程的一半，则进行步骤3；

当滑枕伸出位移S_Z大于最大行程的一半，则进行步骤4；

步骤3：根据步骤1中的特性曲线图t1、t2，通过直线斜率公式推导出主铣头的扭矩限制值Y1=Nmax*(Kw* S_W +Bw)；

其中，Nmax—主铣头最大扭矩，Kw—特性曲线图t1中的直线斜率，

Bw—常数值，S_W—镗杆在W轴方向伸出位移值；

步骤4：根据步骤1中的特性曲线图t1、t2，通过直线斜率公式推导出主铣头的扭矩限制值Y1= Nmax*(Kz* S_Z +Bz) (Kw* S_W +Bw)；

其中，Nmax—主铣头最大扭矩，Kz—特性曲线图t1中的线斜率， Bz—常数值，S_Z滑枕在Z轴方向伸出位移值；

步骤5：数控系统自动实时采集主铣头的驱动电机实际扭矩值T，结合主

铣头所在档位，得出主铣头实际扭矩值Y3，Y3=T *α ，计算在一定时间周期内的平均扭矩值Y4；

其中，T—主铣头的驱动电机实际扭矩，α—档位传动比；

步骤6：实时比较平均扭矩值Y4是否大于相同时间的Y1，并将比较结果传送给PLC控制器，如果是，则进行步骤7；如果否，则继续运行；

步骤7：发出警报、停机或者PLC控制器控制调低功率。

上述如果在主铣头上安装了附件铣头，且确定附件铣头的扭矩限制值Y2，在步骤6中，实时比较平均扭矩值Y4是否大于相同时间的Y1和Y2中的最小值，如果是，则进行步骤7；如果否，则继续运行。

本发明的有益效果是：整个控制过程便于操作和掌握，同时耗时较少。 

经应用验证，避免了超负荷运转主铣头和附件铣头，避免对主铣头和附件铣头损坏或精度破坏。保护了机床轴在允许范围内受力，延长了机床的精度寿命。

附图说明

图1 为镗杆在W轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲

线图t1。

图2为滑枕在Z轴方向的位移与主铣头扭矩衰减百分比之间的特性曲线图t2。

图3为本发明的流程框图。

具体实施方式

本发明的数控落地铣镗床的主铣头扭矩动态监控方法，是对镗杆和滑枕伸出造成的扭矩衰减进行计算，同时利用数控功能实时采集主铣头实际扭矩，在设定时间内将主铣头实际扭矩与计算允许扭矩实时比较、动态监控，将主铣头扭矩限制在允许的范围内。