[发明专利]一种刀库及机械手综合性能检测方法及平台

说明书

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，具体地说是涉及一种刀库及机械手综合性能检测方法及平台。

背景技术

刀库及机械手是为加工中心配套，实现其刀具储备及自动交换功能的关键功能部件，是高档加工中心的重要组成部分。其作用是通过机械手将刀具从刀库里取出，送到加工心的主轴上，完成刀具的交换。使用刀库及机械手可以大大的缩短了的非切削时间，提高了加工中心生产效率。

刀库及机械手在整个加工中心中出现故障几率较高的部件之一，直接影响到加工中心的整体性能。对刀库和机械手的运动位置精度、运动平稳性、电机的状态、噪音、换刀时间等性能进行检测，对刀库及机械手的研究，在提高加工中心刀库及机械手的综合性能方面有重要意义。

目前国外的高档数控加工中心刀库及机械手刀对刀换刀时间基本上在1s左右，最快的可达到0.5s，而国内高端数控机床基本在2s左右，主要原因是因为国外的刀库及机械手的生产厂家都有自己专门的检测部门，设计针对刀库及机械手检测方法和检测平台，而国内对刀库及机械手的研究很少，重视度也不高，基本依赖于进口，还没有一种对其综合性能测试的平台。

为解决这些问题，需发明适用的一种刀库及机械手综合性能检测方法及平台。

发明内容

本发明的目的是解决国内缺乏成熟的刀库及机械手性能测试平台的问题，提供了一种刀库及机械手综合性能检测方法及平台。

本发明提出的一种刀库及机械手综合性能检测方法，包括：1）通过人机界面控制数控系统下达换刀命令，刀库开始选刀，通过三轴加速度传感器和噪音传感器，测量所述刀库运动时的振动和噪音；2）所述刀库运动到位后，工业相机拍照，测量所述刀库运动的位置精度；3）气缸动作，完成倒刀，利用压力变送器测量气缸在倒刀过程中气缸的压力值；4）倒刀完成后，机械手开始旋转，无线加速度传感器开始采集数据；5）所述机械手旋转90度，完成抓刀，此过程检测噪音和是否掉刀；6）所述机械手拔刀，用激光位移传感器检测所述机械手位置精度和是否掉刀；7）所述机械手旋转180度，交换刀具，无线加速度传感器检测机械手振动情况；8）到位后，检测是否掉刀，用激光位移传感器检测所述机械手位置精度；9）机械手旋转90度回到原位。

进一步地，对所采集数据进行处理和分析，以技术报告的形式对数据进行输出。

进一步地，所述采集数据包括：所述刀库运动时的振动和噪音，所述刀库运动的位置精度，在倒刀过程中气缸的所述压力值。

进一步地，所述激光位移传感器安装在支架上，激光束分别在X轴和Y轴方向上对准虚拟主轴的中心，以测量所述机械手在X、Y方向上的偏移；所述工业相机安装在三角支架上，镜头对准倒刀槽和刀套连接处，测量刀套运动的位置精度；所述噪音传感器安装在距离电机1米处，测试刀库及机械手换刀过程中的噪音；所述无线加速度传感器安装在机械手靠近手爪的地方，测试机械手的振动和运行加速度；三轴加速度传感器安装在刀库主动轮的背侧，检测刀库运行的平稳性；所述压力变送器串联在所述气缸的油路中，用于实时检测气压缸的压力值。

进一步地，所述人机界面包括对刀库及机械手性能标准的设置、检测方式的设置、数据显示和检测试验控制，其中，所述性能标准的设置用于设置刀库和机械手各性能参数的标准范围；检测所述方式的设置，包括对所述刀库在空载和加载的情况下进行检测试验和采集数据；所述数据显示将所述试验得到的测试结果通过曲线图实时显示；检测所述试验控制包括控制所述试验的开始和停止，检测结果的分析处理、查看和输出报告。