[发明专利]圆盘式刀库及自动换刀系统综合性能检测平台

说明书

技术领域

本发明涉及加工中心用圆盘式刀库及自动换刀系统的可靠性试验技术领域，具体的说是一种圆盘式刀库及自动换刀系统综合性能检测平台。

背景技术

数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础，这个基础是否牢固直接影响到了一个国家的经济发展和综合国力，直接关系到一个国家的战略地位。相比于进口数控机床尤其是高档数控机床，国产数控机床的可靠性水平得不到根本保证，使得国产数控机床迅速发展的同时，其市场竞争力依然偏低。数控机床整机的可靠性水平又受到其关键功能部件可靠性水平的制约，圆盘式刀库及自动换刀系统作为加工中心的一个关键功能部件，其可靠性水平直接制约整机的可靠性。圆盘式刀库及自动换刀系统是长期困扰立式加工中心正常运转的关键功能部件之一，它的功能是快速的自动选刀、换刀，实现立式加工中心一次装夹即可完成多道工序甚至全部工序的加工，减少加工的辅助时间，进而提升立式加工中心本身乃至整个生产线的生产能力，大大降低零部件的制造成本。因此，圆盘式刀库及自动换刀系统这一复杂系统能否确保换刀动作准确可靠、换刀时间短、冲击振动小、使用寿命高等功能，即圆盘式刀库及自动换刀系统的可靠性是当前立式加工中心研究的重点问题之一。

圆盘式刀库及自动换刀系统是加工中心的关键功能部件之一，由刀盘、机械手、气缸等组成。刀盘可以储存刀具，并在数控系统的控制下进行选刀；气缸和机械手协作完成拔刀、换刀、插刀动作。圆盘式刀库及机械手自动换刀系统故障率较高，发生故障时对整机可靠性会产生直接影响。圆盘式刀库及自动换刀系统结构较复杂、换刀时机械手动作速度快、插刀和抓刀时定位准确性要求高，故障率较高，据统计数控机床15％左右的故障都与之有关，可以说圆盘式刀库及自动换刀系统是加工中心的可靠性薄弱环节。因此，有必要展开对圆盘式刀库及自动换刀系统综合性能检测的研究，从圆盘式刀库及自动换刀系统的基本结构出发，综合应用传感器技术、数据采集技术和信号分析技术，制定一整套完善、可靠的检测平台。

查阅相关技术文献可知，目前，应用于圆盘式刀库及自动换刀系统综合性能检测的试验平台很少、且不完善，主要表现为现有技术只针对某一种或几种圆盘式刀库及自动换刀系统的常见故障进行检测。公告号为CN201755778U，名称为“立式加工中心盘式刀库位置的检测装置”，其主要是通过位置检测元件实现对刀库动作的位置精度检测，但是对圆盘式刀库及自动换刀系统的其他参数并未予以考虑；公告号CN201417204Y，名称为“一种自动换刀机构性能检测平台”，主要是对弧面凸轮机构自动换刀装置的输入输出参数及动力学参数进行测量,也忽略了其他参数，包括温度、振动、噪声等对圆盘式刀库及自动换刀系统性能的影响，系统不完善。另一方面，目前圆盘式刀库及自动换刀系统的参数测试系统，大多是传感器的堆叠，测试方案不完整以及缺乏相应的后期处理。公告号为CN102785126A，名称为“刀库及自动换刀装置综合性能检测系统”，主要采用多种类型和数量的传感器对刀库系统的部分参数进行检测，但是忽略了系统本身是一个典型的机、电、气混合系统的特性，没有对电、气系统进行检测，检测内容不完整，无法完全说明刀库系统的综合状态。公告号为CN102507228A，名称为“盘式刀库可靠性试验装置及其方法”，主要通过各种传感器对系统参数进行测试，缺乏较为全面的性能检测，对刀库系统电机来说，缺少了电压量测量，无法准确的完成对电能质量分析的要求；在振动参数测试方面，可操作性不强；在软件方面，缺乏对系统参数的更加完整分析等。

发明内容

本发明提供了一种够搭载同类型多尺寸圆盘式刀库及自动换刀系统和多种测量仪器及传感器的测试平台，特别是能够对圆盘式刀库及自动换刀系统的各方面状态、性能进行实时检测，并能给出相应的分析结果的综合性能检测平台，解决了现有圆盘式刀库及自动换刀系统综合性能检测平台的上述不足。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种圆盘式刀库及自动换刀系统综合性能检测平台，其特征在于，该检测平台包括测试系统、试验系统和控制系统；

所述的测试系统包括特制测试组件、第一三轴向加速度传感器5、第一位移传感器9、第一光电开关11、第二三轴向加速度传感器15、第三三轴向加速度传感器16第一贴片式温度传感器17、第二贴片式温度传感器18、第二光电开关19、第二位移传感器20、噪声监测仪24、角度传感器38、第一压力变送器53、第二压力变送器55以及电能质量分析模块、数据采集模块和下位机；