[发明专利]一种变载荷拉床配重系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种拉床配重系统，尤其涉及一种变载荷拉床配重系统及控制方法。

背景技术

拉床是用拉刀加工各种工件内外成型表面的机床。在伺服驱动拉床工作时，伺服电机通过滚柱丝杆驱动拉床工作台运动，拉床工作台沿拉床立柱作垂直直线运动。空载状态下，因工作台重力关系，拉床工作台在上升与下降时，电机所需的驱动力大小不相同，为了使电机在上升或下降过程中具有相同的驱动力，通常采用配重法。传统的配重法采用配重锤或液压配重系统，只是解决了基本的驱动力问题。但是拉床在工作时，由于拉刀结构的特点，拉刀的不同齿位进出，拉削力会产生阶跃、大小周期性变化，这会加剧机床的振动和颤振，这样不仅对加工的产品质量产生很大的影响，而且对机床和拉力寿命的影响也很多。因此如何有效地降低切削负荷变化引起的振动，显的尤其重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可有效降低切削负荷变化引起振动的变载荷拉床配重系统及控制方法。

    本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种变载荷拉床配重系统，其特征在于包括通过丝杠驱动拉床工作台的伺服电机、通过连接杆与拉床工作台连接的配重气缸、数字信号处理器、第一电气伺服阀和第二电气伺服阀，第一气源与第一电气伺服阀连接，第二气源与所述的第二电气伺服阀连接，伺服电机通过电流表与数字信号处理器连接，数字信号处理器分别与第一电气伺服阀和第二电气伺服阀连接，数字信号处理器输出电压信号控制第一电气伺服阀和第二电气伺服阀的开口度，第一电气伺服阀与所述的配重气缸进气口连接，第二电气伺服阀与所述的配重气缸的排气口连接，所述的伺服电机与配重气缸之间设置同步机构。

所述的同步机构包括电机编码器和速度传感器，伺服电机通过所述的电机编码器与数字信号处理器连接，数字信号处理器通过电机编码器检测伺服电机带动拉床工作台升降速度，数字信号处理器通过速度传感器检测配重气缸驱动杆运动速度。

数字信号处理器通过第一压力传感器与配重气缸的进气口连接，数字信号处理器通过第一压力传感器检测配重气缸的进气口压力，数字信号处理器通过第二压力传感器与配重气缸的排气口连接，数字信号处理器通过第二压力传感器检测配重气缸的排气口压力。

所述的第一电气伺服阀的输出端与配重气缸的进气口之间设置有气容，所述的气容位于第二电气伺服阀的输出端与配重气缸的排气口之间。

第一气源与第一电气伺服阀之间设置有第一过滤器，第二气源与第二电气伺服阀之间设置有第二过滤器。过滤器的设置保持电气伺服阀的气体纯净。

一种变载荷拉床配重控制方法，其特征在于包括如下具体步骤：；

第一步骤：开动拉床，数字信号处理器设定基准电流值；

第二步骤：当数字信号处理器检测到伺服电机电流阶跃大于等于设定的基准电流值，数字信号处理器通过电压信号分别控制第一电气伺服阀和第二电气伺服阀的开口度，以调节配重气缸的推力大小和配重气缸驱动杆运动速度；

第三步骤：将伺服电机带动拉床工作台升降速度与配重气缸驱动杆运动速度保持同步；

第四步骤：数字信号处理器检测伺服电机电流阶跃小于设定的基准电流值，执行结束；否则，重复执行第二步骤到第四步骤，直到伺服电机电流阶跃小于设定的基准电流值。

第三步骤包括如下步骤：

A：数字信号处理器通过速度传感器检测配重气缸驱动杆运动速度V1；数字信号处理器通过电机编码器检测伺服电机带动拉床工作台升降速度V2，

B：数字信号处理器判断V1与V2是否相等，当V1与V2相等时，第一电气伺服阀和第二电气伺服阀的开口度保持不变，当V1与V2不相等时，数字信号处理器通过电压信号分别控制第一电气伺服阀和第二电气伺服阀的开口度以调节配重气缸运动速度，使配重气缸驱动杆运动速度与伺服电机带动拉床工作台升降速度相同

与现有技术相比，本发明的优点是采用不间断监控伺服电机中电流的波动情况，当检测到的伺服电机电流发生阶跃时，利用气动配重装置及时调整配重气缸推力的大小，以平衡由于拉力变化引起的负载波动抑制加工过程中的振动。