刀具的平衡方法存在問題與分析
克服平衡方法存在的問題楔敌,須提出新的平衡概念并開發(fā)新的平衡方法博脑。
Kennametal Hertel公司推出了一種整體自動平衡系統(tǒng)樟凄,即用電磁技術(shù)把切削刀具與機床主軸作為整體進行自動平衡(稱為整體自動平衡系統(tǒng)TABS-Total Automatic Balancing System聘芜。它能實現(xiàn)刀具在裝入機床主軸后,與主軸一起在機床上自動進行平衡缝龄。平衡時刀具與主軸一起以工作的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁揽,整個平衡過程不超過2秒。這種機上平衡方法實現(xiàn)了包括由刀具林没、刀柄和機床主軸組成的整個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的平衡伺亭。
這種平衡方法只要在現(xiàn)有的機床上配置kennametal/Baadyne電磁平衡系統(tǒng),并采用Kennametal Hertel公司的電磁平衡刀柄就可實現(xiàn)整個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的平衡婶苦。
系統(tǒng)的原理和構(gòu)成
工作時呀埠,兩個測量振動的傳感器安裝在機床主軸的外殼上,測量機床主軸在兩個平面上的振動吴位〉咔耄控制器處理來自主軸外殼上振動傳感器和來自刀柄上平衡環(huán)位置的信號,借助這三個信號嚣刺,控制器能測出主軸的轉(zhuǎn)速誉倦,相位角和平衡環(huán)的位置魔踱,并將它們的值顯示出來。
為了減少振動肿夜,控制器首先執(zhí)行一個自動平衡程序:用一個允許的額定值去比較從機床主軸上測得的振動值桶求,然后,控制器發(fā)出傳輸能量的脈沖信號色查,幫助調(diào)平衡的轉(zhuǎn)子(平衡環(huán))轉(zhuǎn)動到經(jīng)控制器計算后的位置薯演;最后通過反復(fù)的測量、比較與調(diào)整秧了,逐漸逼近并最終達到允許的額定值跨扮。
刀柄上可轉(zhuǎn)動的平衡環(huán)是兩個配重的轉(zhuǎn)子,改變兩者的相對位置可使整個不平衡得到校正验毡。通常狀態(tài)下這兩個轉(zhuǎn)子由永久磁鐵保持在某一位置上好港,既使非常大的轉(zhuǎn)速變化或劇烈振動也不能改變它們的位置,只有在相應(yīng)的程序指令下才改變其位置米罚。
在這個系統(tǒng)里還有一個調(diào)節(jié)架钧汹,內(nèi)部裝有與刀柄平衡環(huán)位置相對應(yīng)的線圈環(huán),相當于定子录择。使用時拔莱,它被裝在機床工作臺上,處于機床主軸行程可達到的范圍內(nèi)隘竭,但又不妨礙加工過程和換刀塘秦。
平衡過程
為了達到平衡,裝有平衡環(huán)的刀柄(具)進入調(diào)節(jié)架里劲吐,控制器進行主軸的轉(zhuǎn)速钩厕、相位角、平衡環(huán)初始位置的非接觸式測量拣九。然后舌恒,控制器執(zhí)行一個自動平衡程序,計算刀柄上平衡環(huán)的位置含薄。接著控制器發(fā)出傳輸能量的脈沖瞒籍,從固定的調(diào)節(jié)架線圈上無接觸地把能量傳到配重的平衡環(huán)上,利用所產(chǎn)生的磁力改變兩平衡環(huán)的相對位置谓牢,達到平衡的效果奇忆。
平衡調(diào)整可在2秒內(nèi)完成,而主軸仍以工作速度旋轉(zhuǎn)著巩烤。
控制器重復(fù)執(zhí)行測量和調(diào)整循環(huán)享处,直至達到所要控制的平衡值。
控制器通過標準的切削參數(shù)輸出/入口或RS232串行口與機床數(shù)控系統(tǒng)進行通訊,借助在線識別和自適應(yīng)控制參數(shù)喝撒,能使機床主軸?刀具很快達到一個合理的平衡質(zhì)量橄霉。控制器能通過改變參數(shù)精確地設(shè)置系統(tǒng)的工作方式邑蒋、門檻值和用戶的允許值。
控制器可以與控制加工的軟件同時應(yīng)用按厘,實時顯示有關(guān)的數(shù)據(jù)和圖形医吊,如主軸的轉(zhuǎn)速、振動的大小逮京、配重的角位置卿堂、平衡修正向量、振動報警和故障信號懒棉。此外草描,該系統(tǒng)還具有用鼠標控制平衡系統(tǒng)以及用手調(diào)節(jié)平衡重量的位置的功能。
實際效果采用電磁方法平衡刀具和主軸實現(xiàn)了在機床上按轉(zhuǎn)速大小和主軸??刀具的重量策严,以0.4~1的級差進行等級為G的平衡調(diào)節(jié)穗慕。這個平衡方法由于減少了高速下刀具的不平衡量,從而提高了加工的精度及表面質(zhì)量妻导,延長了刀具壽命和保持了機床主軸的精度逛绵,它與現(xiàn)有的平衡方法相比是一個創(chuàng)新。
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