一種工具機振動在線監控系統的製作方法
2023-12-03 00:02:51
一種工具機振動在線監控系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種工具機振動在線監控系統，包括控制器、觸控螢幕、警報器、列印裝置、工具機主機、主軸驅動電機、信號採集裝置、軸承座加速度傳感器、夾具加速度傳感器、工件夾具和主軸滾動軸承，所述的列印裝置和信號採集裝置分別與控制器連接，所述的警報器通過觸控螢幕與控制器連接，所述的主軸驅動電機通過工具機主機與控制器連接，所述的工件夾具通過夾具加速度傳感器與信號採集裝置連接，所述的軸承座加速度傳感器通過主軸滾動軸承與信號採集裝置連接。與現有技術相比，本實用新型具有結構簡單、操作方便、可靠度高等優點。
【專利說明】一種工具機振動在線監控系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及控制系統設計領域，尤其是涉及一種工具機振動在線監控系統。
【背景技術】
[0002]工具機在加工過程中所產生的振動，不僅會影響工具機動態精度和被加工零件質量，而且還要降低生產效率和刀具耐用度，振動劇烈時甚至會降低工具機使用性能，伴隨振動所發出的噪音會影響工具機工人的健康，工具機振動分為受迫振動和自激振動。在車床、銑床和磨床上，振源通過地基將振動傳給工具機，同時迴轉零部件的質量不平衡、傳動件的製造誤差和切削振動都會引發工具機的受迫振動。在工具機上發生的自激振動類型較多，例如有迴轉主軸(或與工件、或與刀具聯繫)系統的扭轉或彎曲自激振動，工具機床身、立柱、橫梁等支撐件的彎曲或扭擺自激振動，還有工作檯等移動部件在低速運行時所發生的張弛摩擦自激振動(通稱爬行)等等。
[0003]工具機振動不僅造成工件的幾何形狀和尺寸誤差，而且還將在已加工表面上留下振紋，降低工件精度和表面光潔度，加劇金屬表面層的冷硬情況，振動時刀具的耐用度也將急劇下降，甚至導致刀刃崩壞，這對性質較脆的硬質合金刀具和陶資刀具來說尤為嚴重，工具機發生振動後，往往迫使操作工人降低切削用量，因而降低了工具機的生產率，同時經濟效益也會受到嚴重影響。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單、操作方便、可靠度高的工具機振動在線監控系統。
[0005]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:
[0006]一種工具機振動在線監控系統，包括控制器、觸控螢幕、警報器、列印裝置、工具機主機、主軸驅動電機、信號採集裝置、軸承座加速度傳感器、夾具加速度傳感器、工件夾具和主軸滾動軸承，所述的列印裝置和信號採集裝置分別與控制器連接，所述的警報器通過觸控螢幕與控制器連接，所述的主軸驅動電機通過工具機主機與控制器連接，所述的工件夾具通過夾具加速度傳感器與信號採集裝置連接，所述的軸承座加速度傳感器通過主軸滾動軸承與信號採集裝置連接。
[0007]所述的信號採集裝置包括依次連接的信號採集器、濾波放大器和A/D轉換器，所述的信號採集器分別與夾具加速度傳感器和軸承座加速度傳感器連接，所述的A/D轉換器與控制器連接。
[0008]所述的控制器為可編程邏輯控制器。
[0009]所述的警報器包括蜂鳴器和警報燈。。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0011]1、結構簡單，製造使用維修方便；
[0012]2、自動化程度高，採用PLC編程控制，節省人力資源，提高工作效率；
[0013]3、柔性強，可通過編程改變報警變量值來適應加工不同精度的零件的要求；
[0014]4、可靠性高，既考慮到了對主軸影響較大的自激振動，也考慮到了外部振動對工件夾具的影響，防止單一振動的不確定性，提高成品合格率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖中:1、控制器,2、觸控螢幕,3、警報器,4、列印裝置,5、工具機主機,6、主軸驅動電機，
7、信號採集裝置，8、軸承座加速度傳感器，9、夾具加速度傳感器，10、工件夾具，11、主軸滾動軸承。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0018]實施例:
[0019]如圖1所示，一種工具機振動在線監控系統，包括控制器1、觸控螢幕2、警報器3、列印裝置4、工具機主機5、主軸驅動電機6、信號採集裝置7、軸承座加速度傳感器8、夾具加速度傳感器9、工件夾具10和主軸滾動軸承11，所述的列印裝置4和信號採集裝置7分別與控制器I連接，所述的警報器3通過觸控螢幕2與控制器I連接，所述的主軸驅動電機6通過工具機主機5與控制器I連接，所述的工件夾具10通過夾具加速度傳感器9與信號採集裝置7連接，所述的軸承座加速度傳感器8通過主軸滾動軸承11與信號採集裝置7連接。所述的信號採集裝置7包括依次連接的信號採集器、濾波放大器和A/D轉換器，所述的信號採集器分別與夾具加速度傳感器9和軸承座加速度傳感器8連接，所述的A/D轉換器與控制器I連接。
[0020]軸承座加速度傳感器8安裝在軸承座兩側，用以檢測主軸滾動軸承11的振動信號，夾具加速度傳感器9安裝在工件夾具10的兩側，用以檢測工件夾具10的振動信號，傳感器將檢測到的振動信號通過信號採集裝置7處理後傳輸到控制器1，所述的控制器I根據用戶編制的程序判斷監測到的振動量是否過大，當控制器I判斷所檢測到的振動量過大時，會自動與觸控螢幕2通訊，顯示是哪個傳感器監測到的振動信號，觸控螢幕2在接收到控制器I的信號後會觸發報警器3，通知用戶及時處理，同時控制器I會發出指令給工具機主機5，使得主軸驅動電機6停止運轉，主軸停轉，避免廢品出現和不必要的經濟損失，控制器I與列印裝置4相連，當發生故障以後，控制器I會與列印裝置4通訊，列印出故障內容，便於用戶分析原因及做出預防措施，避免類似情況發生。
【權利要求】
1.一種工具機振動在線監控系統，其特徵在於，包括控制器(I)、觸控螢幕(2)、警報器(3)、列印裝置(4)、工具機主機(5)、主軸驅動電機￠)、信號採集裝置(7)、軸承座加速度傳感器(8)、夾具加速度傳感器(9)、工件夾具(10)和主軸滾動軸承(11)，所述的列印裝置(4)和信號採集裝置(7)分別與控制器(I)連接，所述的警報器(3)通過觸控螢幕(2)與控制器(I)連接，所述的主軸驅動電機(6)通過工具機主機(5)與控制器(I)連接，所述的工件夾具(10)通過夾具加速度傳感器(9)與信號採集裝置(7)連接，所述的軸承座加速度傳感器(8)通過主軸滾動軸承(11)與信號採集裝置(7)連接。
2.根據權利要求1所述的一種工具機振動在線監控系統，其特徵在於，所述的信號採集裝置(7)包括依次連接的信號採集器、濾波放大器和A/D轉換器，所述的信號採集器分別與夾具加速度傳感器(9)和軸承座加速度傳感器(8)連接，所述的A/D轉換器與控制器(I)連接。
3.根據權利要求1所述的一種工具機振動在線監控系統，其特徵在於，所述的控制器(I)為可編程邏輯控制器。
4.根據權利要求1所述的一種工具機振動在線監控系統，其特徵在於，所述的警報器(3)包括蜂鳴器和警報燈。
【文檔編號】G05B19/05GK204128678SQ201420471749
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】萬蕾, 王大中, 吳廬山, 高亞運, 劉前龍, 楊洋, 李燕 申請人:上海工程技術大學