雕刻機接觸式防撞刀方法研究及其系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、隨著數(shù)控機床使用的普及，在機械加工的生產(chǎn)或實踐教學過程中經(jīng)常會發(fā)生撞刀的操作安全事故。撞刀指工作臺或刀具的運動偏離正確的軌跡線，從而造成刀具與機床零部件或輔件意外相撞的現(xiàn)象。一旦發(fā)生撞刀事故，輕則刀具損壞、工件報廢，重則數(shù)控機床的精度降低，造成重大的經(jīng)濟損失，甚至危及操作者的人身安全。研究撞刀的防控方法，對生產(chǎn)教學的安全性具有重要意義。
　　本研究以雕刻機為對象，實驗研究與系統(tǒng)開發(fā)相結合，旨在提出銑削過程中刀具與夾具、工件相撞的信

2、號檢測和判斷方法，以及電控和機械制動相結合的機床急停措施，以降低撞刀事故的經(jīng)濟損失、避免人身傷害。
　　具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究切削液、屑液混合物的導電性能，揭示切削液對刀具與夾具撞刀信號的干擾程度，為刀具撞擊夾具的信號檢測方法提供依據(jù);
　　(2)研究刀具撞擊夾具的信號檢測方法。分析機床實際加工的過程，利用刀具與夾具接觸導電的原理，提出采用串接電位器分壓的方法，根據(jù)支路電壓的電平高低判斷刀具是否撞擊夾具;<

3、br>　　(3)研究刀具撞擊夾具前后的電機電流信號變化情況，揭示刀具被撞斷后導致電機電流產(chǎn)生突變的閾值。提出用電流互感器將電機電流轉化成電壓信號，經(jīng)運算放大處理后用單片機管腳檢測判斷刀具撞擊工件的信號檢測方法;
　　(4)研究雕刻機絲杠的電控和機械制動，進而提出制動器失電抱死絲杠使工作臺緊急制動的方法;
　　(5)開發(fā)防撞刀測控系統(tǒng)，主要包括撞刀信號的檢測，撞刀后的警報電路，電控制動電路，機械制動電路，以及相應軟件程序;

4、r>　　(6)實驗驗證防撞刀測控系統(tǒng)的性能，實驗測試結果表明:此系統(tǒng)能夠準確地檢測到刀具與夾具，刀具與工件的相撞信號，在檢測到撞刀信號后能啟動絲杠制動，且絲杠制動效果明顯，然而，如果刀具的轉速或工作臺進給速度過快還是會造成刀具磨損。
　　本研究有以下3個創(chuàng)新點:
　　(1)解決了切削液干擾作用下的刀具與夾具撞擊信號的檢測問題，提出刀具與夾具接觸導電串接電位器分壓原理，單片機檢測其電平高低判斷刀具與夾具是否撞刀的方法;