CN204705884U - 深孔钻销加工实时监控系统 - Google Patents

Abstract

一种深孔钻销加工实时监控系统，其包括控制器及电机驱动器；电机驱动器包括数据采集单元和控制单元；数据采集单元与深孔钻床主电机电连接，以实时采集深孔钻床主电机的电流值；控制单元与深孔钻床主电机电连接，以控制其转速、电流及电压；控制器包括数字处理装置，其与电机驱动器的数据采集单元和控制单元电连接，用于接收电机驱动器的数据采集单元传送的电流数值，并可向电机驱动器的控制单元发送控制信号。本实用新型优点在于没有使用传感器，而是通过电机驱动器的数据采集单元直接采集深孔钻床主电机的电流值，经过数字处理装置判断后，再由数字处理装置发出相应的控制信号至电机驱动器的控制单元，控制深孔钻床主电机的运转状态。

Description

深孔钻销加工实时监控系统

技术领域

本实用新型涉及监控技术领域，特别是一种深孔钻销加工实时监控系统。

背景技术

以往在监测深孔钻床的钻销排屑过程是否堵屑、刀具是否磨损等现象方面，主要是依靠操作者直接观察切削过程中的各种工况信息来判断。但由于深孔加工工艺复杂，直接观察切削工况难度大，因此采用自动监控系统监控就显得很有必要。

目前现有的深孔钻销监控系统主要是通过各种传感器(例如功率变送器、油压传感器)来实现信号采集、钻销过程监测的。图2为一种现有的深孔钻销监测系统连接关系示意图。包括安装在深孔钻床4油阀上的油压传感器5、安装在深孔钻床4主电机上的功率变送器6、信号采集模块7、信号处理模块8、状态识别模块9及报警器10。油压传感器与功率变送器均与信号采集模块电连接，信号采集模块与信号处理模块电连接，信号处理模块与状态识别模块电连接，状态识别模块与报警器电连接以控制其报警。

在该系统中，功率信号是深孔钻床的主电机的输入功率,当深孔钻床的工况发生变化时(如堵屑、刀具严重磨损)，其主电机受到的感应激振力发生变化，则主电机的实时功率也会发生变化，其功率的变化被功率变送器采集获得，油压信号通过油压传感器采集获得。功率变送器和油压传感器的输出信号均为标准的0-5V电压信号，该系统具有实时采集功率信号和油压信号并能对两路进行分析的功能，而且可以反馈深孔钻削过程排屑与刀具状态并实现报警。

但由于深孔加工现场切削环境恶劣，故障种类的随机性大，干扰因素又较多，因此对传感器的安装可靠性和抗干扰能力提出了较高的要求，这给及时、准确获取故障信息带来了难度。且该系统结构相对复杂，成本较高。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种深孔钻销加工实时监控系统。它解决了现有的深孔钻销监控系统对传感器的安装可靠性和抗干扰能力要求较高，难以及时获取信息，结构较复杂的问题。

    本实用新型的技术方案是：一种深孔钻销加工实时监控系统，其包括控制器及电机驱动器；电机驱动器包括数据采集单元和控制单元；数据采集单元与深孔钻床主电机电连接，以实时采集深孔钻床主电机的电流值；控制单元与深孔钻床主电机电连接，以控制其转速、电流及电压；

控制器包括数字处理装置，其与电机驱动器的数据采集单元和控制单元电连接，用于接收电机驱动器的数据采集单元传送的电流数值，并可向电机驱动器的控制单元发送控制信号。

本实用新型进一步的技术方案是:控制器的数字处理装置还包括输入模块，其用于供用户输入工件材料及机床信息。

本实用新型再进一步的技术方案是:数字处理装置与输入模块电连接，其用于接收输入模块的信息并计算得到初始加工参数、主电机转速波动范围、主电机电流波动范围和主电机功率值波动范围，再根据初始加工参数向控制单元发出指令，控制深孔钻床主电机运转；其还用于将数据采集单元传送的电流值与主电机电流波动范围进行比对，若电流值不在主电机电流波动范围内，则向控制单元发出指令,控制深孔钻床主电机停止运转。

本实用新型更进一步的技术方案是:初始加工参数包括加工刀具的型号、切削速度、进给量及切削深度。

本实用新型更进一步的技术方案是:数字处理装置还用于将数据采集单元传送的电流值与主电机电流波动范围进行比对，若电流值在主电机电流波动范围内，则不向控制单元发出任何指令。

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

    没有使用传感器，而是通过电机驱动器的数据采集单元直接采集深孔钻床主电机的电流值，经过数字处理装置判断后，再由数字处理装置发出相应的控制信号至电机驱动器的控制单元，控制深孔钻床主电机的运转状态。其监测效果好，精度高，整体结构简单，、可靠性高，制造成本低。

以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图说明

图1为本实用新型的连接关系示意图；

图2为现有的深孔钻销监测系统连接关系示意图。

具体实施方式

实施例1：

    如图1所示：一种深孔钻销加工实时监控系统，其包括控制器及电机驱动器。电机驱动器包括数据采集单元11和控制单元12。数据采集单元11与深孔钻床主电机3电连接，以实时采集深孔钻床主电机3的电流值。控制单元12与深孔钻床主电机3电连接，以控制其转速、电流及电压。

控制器包括数字处理装置22和输入模块21。数字处理装置22与电机驱动器的数据采集单元11和控制单元12电连接，用于接收电机驱动器的数据采集单元11传送的电流数值，并可向电机驱动器的控制单元12发送控制信号。输入模块21用于供用户输入工件材料及机床信息。

数字处理装置为可以普通计算机或者其他专用数字处理装置。

初始加工参数包括加工刀具的型号、切削速度、进给量及切削深度。

简述本实用新型的工作过程：在加工刚开始时，用户通过输入模块21输入工件材料及机床信息，经数字处理装置22处理后得到初始加工参数、主电机转速波动范围、主电机电流波动范围和主电机功率值波动范围，然后数字处理装置22向控制单元12发出控制信号，控制深孔钻床主电机3运转。在加工过程中，数字处理装置22实时接收数据采集单元11采集到的电流值，与主电机电流波动范围进行比对，若电流值不在主电机电流波动范围内，则向控制单元12发出指令,控制深孔钻床主电机3停止运转，若电流值在主电机电流波动范围内，则不向控制单元12发出任何指令。

简述本实用新型的原理：当深孔钻销工况严重恶化时（如堵屑、刀具严重磨损等），深孔钻床主电机受到的由刀具传递来的感应协振力发生剧烈变化，其输出输入电流值将会发生剧烈变化，这种变化被数据采集单元实时地采样并输入计算模块，并判断其是否超过设定的正常工作值，若超过，则计算模块将临界PLC控制指令发给电机驱动器的控制单元，进而控制深孔钻床主电机的电流、转速，从而达到在线自动控制深孔钻削加工过程的目的。

Claims (5)

1.一种深孔钻销加工实时监控系统，其特征是：其包括控制器及电机驱动器；电机驱动器包括数据采集单元(11)和控制单元(12)；数据采集单元(11)与深孔钻床主电机(3)电连接，以实时采集深孔钻床主电机(3)的电流值；控制单元(12)与深孔钻床主电机(3)电连接，以控制其转速、电流及电压；

控制器包括数字处理装置(22)，其与电机驱动器的数据采集单元(11)和控制单元(12)电连接，用于接收电机驱动器的数据采集单元(11)传送的电流数值，并可向电机驱动器的控制单元(12)发送控制信号。

2.如权利要求1所述的深孔钻销加工实时监控系统，其特征是：控制器的数字处理装置还包括输入模块(21)，其用于供用户输入工件材料及机床信息。

3.如权利要求2所述的深孔钻销加工实时监控系统，其特征是：数字处理装置(22)与输入模块(21)电连接，其用于接收输入模块(21)的信息并计算得到初始加工参数、主电机转速波动范围、主电机电流波动范围和主电机功率值波动范围，再根据初始加工参数向控制单元(12)发出指令，控制深孔钻床主电机(3)运转；其还用于将数据采集单元(11)传送的电流值与主电机电流波动范围进行比对，若电流值不在主电机电流波动范围内，则向控制单元(12)发出指令,控制深孔钻床主电机(3)停止运转。

4.如权利要求3所述的深孔钻销加工实时监控系统，其特征是：初始加工参数包括加工刀具的型号、切削速度、进给量及切削深度。

5.如权利要求3或4所述的深孔钻销加工实时监控系统，其特征是：数字处理装置(22)还用于将数据采集单元(11)传送的电流值与主电机电流波动范围进行比对，若电流值在主电机电流波动范围内，则不向控制单元(12)发出任何指令。