本发明涉及机械制造,尤其涉及一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构。
背景技术:
1、在许多工业领域中,键槽加工是常见的生产工艺,用于制造各种类型的设备和机器。键槽加工机构通常由加工头、主轴、工作台和控制系统组成。加工头是安装在主轴上的切削工具,可以是钻头、铣刀或其他形式的刀具。主轴提供旋转运动,驱动加工头进行切削或铣削操作。工作台则用于固定待加工的工件,并提供相应的移动方式以使加工头可以在工件上移动,以实现键槽的加工操作,控制系统则用于控制加工头、主轴和工作台的动作。
2、在加工过程中,工件通常被夹紧在工作台上,并且刀具通过控制系统的指令可以对刀具的运动精确地控制移动,这个控制系统通常具备多轴运动设计,可以控制刀具在不同方向上的运动,实现在工件表面切削出所需的键槽形状。
3、在专利cn105414632a中公开了一种设有双铣刀的键槽加工机构,它包括加工刀架和工件夹具,加工刀架包括箱体和电机,箱体内设有与电机连接的主动锥齿轮,主动锥齿轮连接有一对过渡锥齿轮和从动锥齿轮,从动锥齿轮上套装有输出轴,输出轴上设有铣刀,箱体下端设有下盖板,输出轴支撑在下盖板上,工件夹具包括一对夹具座,夹具座上设有梯型槽,在相邻的梯型槽之间设有一块固定压板,固定压板通过固定螺栓连接在相邻的梯型槽或者v型槽上方;虽然实现了并排铣刀和能够同时安装2个或者2个以上工件的工装夹具,电机能够同步2个铣刀进行旋转工作,在工装夹具的配合下,可以同时在2个工件轴上加工键槽。
4、依据上述描述,仍然存在一定不足:并排铣刀之间的间距固定,无法灵活适应不同规格的键槽加工,而且在长时间的连续加工过程中,刀具会因为摩擦和磨损而失去锋利度,还有可能出现一些异常情况,例如刀具断裂、切削力超过阈值等,如果不能及时得到检测和处理,将会对加工过程带来负面影响,甚至可能导致加工质量下降或设备损坏。因此我们提出一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,来解决上述中遇到的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明提供一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,包括键位加工机构,所述键位加工机构包括工作台、夹持机构、多轴运动装置、加工头和加工控制系统,所述工作台上设置有夹持机构和多轴运动装置,所述多轴运动装置的输出端部设置有加工头,所述加工头内设有安装腔,所述安装腔的内壁固定连接有轴架,所述轴架的顶部转动连接有可延伸轴,所述可延伸轴的表面固定连接有从动锥齿轮,所述从动锥齿轮的一侧啮合有主动锥齿轮,所述主动锥齿轮的安装轴与多轴运动装置端部的驱动件连接,所述可延伸轴的两端分别固定连接有传动锥齿轮一、传动锥齿轮二,所述传动锥齿轮一的一侧啮合有驱动锥齿轮一,所述驱动锥齿轮一固定连接在与安装腔转动连接的固定刀柄的表面,所述安装腔的内壁开设有活动槽,所述活动槽内滑动连接有活动座,所述活动座上转动连接有活动刀柄,所述活动刀柄的表面固定连接有与传动锥齿轮二啮合的驱动锥齿轮二,所述加工头上设置有与活动座配合使用的横向驱动装置,所述活动座的一侧固定连接有连接杆,所述连接杆的一端与可延伸轴的活动端转动连接;固定刀柄和活动刀柄上均安装有金刚石铣刀;
3、所述加工控制系统包括反馈适应调整模块、故障检测处理模块;所述反馈适应调整模块用于通过传感器实时获取加工过程中的刀具磨损与环境信息,刀具磨损与环境信息包括刀具特征信息、刀具状态信息;对刀具特征信息进行异常特征分析,得到磨损程度值;对刀具状态信息进行状态变化分析,得到异常状态值;再将磨损程度值、异常状态值进行归一化处理,得到刀具补偿值he;设定刀具补偿处理策略组的取值范围,将取值范围的节点值标记hen、hen+1,将刀具补偿值与刀具补偿处理策略组的取值范围进行匹配,当he<hen时,生成正常运行策略,当hen≤he<hen+1时,生成参数补偿策略,当hen+1≤he时,生成刀具过损策略;将正常运行策略、参数补偿策略、刀具过损策略标记为刀具补偿处理策略组;依据刀具补偿处理策略组中相应策略执行相应措施;
4、所述故障检测处理模块用于获取键位加工机构的运行信息,对运行信息进行故障分析,得到运行信息中参数对应的运行异常值ty;将运行信息中参数对应的运行异常值按照大小顺序进行排列得到运行异常列表;设定参数对应的运行异常值的故障阈值,将运行异常值与其故障阈值进行比对,若运行异常值大于其故障阈值,则生成参数对应的故障信令,将所有参数的故障信令标记为参数对应故障信令组;对运行信息中所有参数的运行异常值进行综合预测处理,得到机构预警值;其中,运行信息包括多轴运动装置上各个电机的电流、电压、负载、温度、转速和刀具的切削力、切削速度、进给速度、进给量;设定机构预警值的预警措施等级组,将机构预警值与预警措施等级组进行匹配,得到对应的预警措施等级,以执行相应预警措施等级的预警措施。
5、作为优选的,所述可延伸轴包括轴筒、活动轴,所述轴筒的内壁开设有滑槽一,所述活动轴的表面开设有滑槽二,所述轴筒的内壁固定连接有与滑槽二滑动连接的导块二,所述活动轴的表面固定连接有与滑槽一滑动连接的导块一,所述轴筒的表面与从动锥齿轮固定连接,所述活动轴的表面与连接杆的一端转动连接。
6、作为优选的,对刀具特征信息进行异常特征分析,得到磨损程度值;具体分析为:
7、设定刀具特征信息中参数对应的设定标准阈值,将刀具特征信息中任一参数减去其参数对应的设定标准阈值得到参数差值,对特征信息中的参数差值进行处理,得到磨损程度值。
8、作为优选的,对刀具状态信息进行状态变化分析,得到异常状态值;具体分析为:
9、设定刀具状态信息中参数的对应正常范围,将刀具状态信息中任一参数的数值与其对应正常范围进行比对,当参数对应数值不处于对应正常范围,则将该参数对应数值标记为异常参数数值,且将该参数标记为异常参数,并生成参数对应检测分析信号;参数对应检测分析信号用于触发对应参数的异常分析,以生成参数对应检测分析信号的时刻标记为原始时刻,分别选取原始时刻之前与之后设定时间内的所有时刻将其标记为异常选取时区,提取异常选取时区内异常参数数值的个数得到异数值,且对异常选取时区内所有的异常参数数值进行均值计算得到异均值,构建异常参数变化折线图,将异常选取时区内任一时刻的参数对应数值代入异常参数变化折线图,将参数对应数值在该折线图中的位置标记为参数点,连接相邻的参数点得到参数线,计算参数线的斜率,将取值为正的斜率标记为上升值,将取值为负的斜率标记为下降值,分别将异常选取时区内所有的上升值、下降值进行求和计算得到上升总值、下降总值,对上升总值与下降总值进行加权计算得到参波值;对所有异常参数的异数值、异均值、参波值进行处理,得到异常状态值。
10、作为优选的,所述加工控制系统还包括通信模块,所述通信模块用于与智能终端进行通信连接,将补偿处理策略组、参数对应故障信令组和预警措施等级组、运行异常列表发送给智能终端并显示。
11、作为优选的,依据刀具补偿处理策略组中相应策略执行相应措施;具体措施为:
12、在执行正常运行策略时,不需要进行任何特殊的处理操作;
13、在执行参数补偿策略时,提取刀具特征信息中任一参数的参数差值,设定补偿修正选取时区,对补偿修正选取时区内参数对应的参数差值进行均值计算得到修正均值表示为,对补偿修正选取时区内参数对应的参数差值利用方差公式计算得到修正波动值,对参数差值、修正均值、修正波动值进行加权计算,得到参数对应的补偿调整值;利用参数对应的补偿调整值调整加工参数,实现修正或调整刀具造成的偏差;
14、在执行刀具过损策略时,控制该键位加工机构停止运作。
15、与现有技术相比,本发明的有益效果:
16、1、本发明可通过反馈适应调整模块监测刀具磨损与环境信息并分析得到补偿处理策略组,实现自适应补偿刀具使用的加工参数,及时修正加工精度,保障刀具使用寿命,提高加工效率和成品率。
17、2、本发明通过故障检测处理模块对键位加工机构的运行信息进行故障分析和预测处理,可以实现及时监测和检测机构的运行异常,从而提前采取预警措施,减少机构故障导致的生产停机时间,提高生产效率和产能。
18、3、本发明通过横向驱动装置灵活调节固定刀柄与活动刀柄之间的间距,灵活适应不同加工键槽的尺寸和形状要求,且对加工过程中的刀具位置进行微调,从而达到更精准的加工效果。
1.一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,包括键位加工机构,所述键位加工机构包括工作台(1)、夹持机构(2)、多轴运动装置(3)、加工头(4)和加工控制系统,所述工作台(1)上设置有夹持机构(2)和多轴运动装置(3),所述多轴运动装置(3)的输出端部设置有加工头(4),其特征在于,所述加工头(4)内设有安装腔,所述安装腔的内壁固定连接有轴架(8),所述轴架(8)的顶部转动连接有可延伸轴(9),所述可延伸轴(9)的表面固定连接有从动锥齿轮(14),所述从动锥齿轮(14)的一侧啮合有主动锥齿轮(15),所述主动锥齿轮(15)的安装轴与多轴运动装置(3)端部的驱动件连接,所述可延伸轴(9)的两端分别固定连接有传动锥齿轮一(10)、传动锥齿轮二(12),所述传动锥齿轮一(10)的一侧啮合有驱动锥齿轮一(11),所述驱动锥齿轮一(11)固定连接在与安装腔转动连接的固定刀柄(6)的表面,所述安装腔的内壁开设有活动槽(16),所述活动槽(16)内滑动连接有活动座(17),所述活动座(17)上转动连接有活动刀柄(7),所述活动刀柄(7)的表面固定连接有与传动锥齿轮二(12)啮合的驱动锥齿轮二(13),所述加工头(4)上设置有与活动座(17)配合使用的横向驱动装置(5),所述活动座(17)的一侧固定连接有连接杆(18);固定刀柄(6)和活动刀柄(7)上均安装有金刚石铣刀;
2.根据权利要求1所述的一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,其特征在于,所述连接杆(18)的一端与可延伸轴(9)的活动端转动连接;所述可延伸轴(9)包括轴筒(91)、活动轴(92),所述轴筒(91)的内壁开设有滑槽一(93),所述活动轴(92)的表面开设有滑槽二(94),所述轴筒(91)的内壁固定连接有与滑槽二(94)滑动连接的导块二(96),所述活动轴(92)的表面固定连接有与滑槽一(93)滑动连接的导块一(95),所述轴筒(91)的表面与从动锥齿轮(14)固定连接,所述活动轴(92)的表面与连接杆(18)的一端转动连接。
3.根据权利要求1所述的一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,其特征在于,所述刀具磨损与环境信息包括刀具特征信息和刀具状态信息;运行信息包括多轴运动装置上各个电机的电流、电压、负载、温度、转速和刀具的切削力、切削速度、进给速度、进给量。
4.根据权利要求3所述的一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,其特征在于,对刀具特征信息进行异常特征分析得到磨损程度值的具体分析过程为:
5.根据权利要求3所述的一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,其特征在于,对刀具状态信息进行状态变化分析得到异常状态值的具体分析过程为:
6.根据权利要求1所述的一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,其特征在于,所述加工控制系统还包括通信模块,所述通信模块用于与智能终端进行通信连接,将补偿处理策略组、参数对应故障信令组和预警措施等级组、运行异常列表发送给智能终端并显示。
7.根据权利要求1所述的一种设有双金刚石铣刀的键槽加工机构,其特征在于,依据刀具补偿处理策略组中相应策略执行相应措施的具体措施为: