[发明专利]一种五轴联动数控机床及其故障报警系统

说明书

本发明涉及机床设备技术领域，且公开了一种五轴联动数控机床，包括机床本体，以及与机床本体连接的B轴、偏转头和传动轴，所述偏转头内设有延伸轴，所述延伸轴延伸入偏转头的内部并可相对于偏转头的端部任意方向偏转。该五轴联动数控机床及其故障报警系统，通过束缚件对延伸轴的束缚增加输出轴运行时的径向刚度，减少加工时的振动，同时通过压电感应器的压力计算刀具对工件的主切削力，通过切削力判断机床的运行情况，及时发现运行故障，同时，通过球形座和球形头集中机床运行时的磨损，提高整体的可靠性，其次，在更换刀具后，通过压电感应器的压力和刀具自身的重力关系可以判断刀具的安装情况，估算安装误差，从而提高加工精度。

技术领域

本发明涉及机床设备技术领域，具体为一种五轴联动数控机床及其故障报警系统。

背景技术

五轴机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。

五轴机床对精度的要求较高，但是为了加工不同的形状，或者加工不同的材质，需要使用不同型号的刀具，会频繁地更换刀具，而刀具在安装时不可避免的会产生安装误差，会影响加工精度。

其次，随着五轴机床的运行，各个运动部件会产生磨损，特别是切削力的传播路径上的机械零部件，在载荷和高频冲击的作用下，极易发生故障，对于一些不能及时发现的故障可能会影响加工进度，影响加工质量。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种五轴联动数控机床及其故障报警系统的技术方案，将载荷和冲击集中在球形头上，通过杠杆作用提高整体的刚度与便于通过压力监测机床运行情况，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种五轴联动数控机床，包括机床本体，以及与机床本体连接的B轴、偏转头和传动轴，所述偏转头内设有延伸轴，所述延伸轴延伸入偏转头的内部并可相对于偏转头的端部任意方向偏转，所述延伸轴的下端连接有用于夹紧刀具的夹具，所述延伸轴向内的一端连接有限制延伸轴径向振动的束缚件，所述延伸轴的端部设有压电感应器，所述延伸轴与传动轴传动连接。

优选的，所述偏转头的端部设有球形座，所述延伸轴对应于球形座的一端固定连接有球形头，所述球形头可相对于球形座同心转动。

优选的，所述球形座与球形头传动连接，所述球形座传动连接有传动件，所述传动轴通过传动件和球形座与球形头传动连接。

优选的，所述球形头的外侧壁设有等宽度的弧形槽，所述球形座的内壁设有等厚度的弧形片。

优选的，所述球形座的内壁设有插槽，所述弧形片通过插槽与球形座连接，所述球形座的端部连接有压紧头，所述压紧头的底部和球形座的底部均设有楔形板，两端的楔形板夹紧弧形片使其与球形头的外壁贴紧。

一种五轴联动数控机床的故障报警系统，利用径向基神经网络上述的五轴联动数控机床的运行状况进行监测，包括数据获取模块、样本库、径向基神经网络预警器、径向基神经网络辨别器和优化器。

所述优化器对收集的样本数据进行降噪和归一化处理后传递给径向基神经网络辨识器；

所述径向基神经网络辨识器读取优化器的数据，训练径向基神经网络，以模拟系统的动力学特征，数据的输出与径向基神经网络输出之间的预测误差用来提供径向基神经网络的训练信号，刀具的加工精度作为所述径向基神经网络辨识器的输出；

所述径向基神经网络预警器获取辨识器的数据并根据控制精度进行判断，对故障进行预警；

所述数据获取模块获取的数据包括压电感应器获取的压力数据。

优选的，所述压力数据为单位时间内压电感应器获取的压力值的变化区间或极值本发明具备以下有益效果。