申请/专利权人：深圳市粤中窿科技有限公司

申请日：2021-12-15

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN114147294B

主分类号：B23D79/00

分类号：B23D79/00;B23Q3/00;B23Q17/22;B23Q17/09

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2024.01.30#专利申请权的转移;2022.03.25#实质审查的生效;2022.03.08#公开

摘要：本发明公开了一种分散承压式数控伺服驱动装置，包括教学机床和教学系统，所述教学机床内部左端设置有工件夹具，所述工件夹具中间夹持有工件，所述教学机床内部右侧设置有移动刀架，所述移动刀架底部设置有进刀装置，所述移动刀架上端设置有刀架台，所述刀架台设置有若干切刀槽，所述切刀槽上侧设置有固定装置，所述切刀槽内设置有切刀，所述固定装置包括若干支撑架，所述支撑架分别设置于切刀槽上侧，所述支撑架下侧设置有滑块槽，所述滑块槽内部设置有滑块，所述滑块下侧靠近切刀槽出口的一端固定安装有切刀夹，所述切刀夹内部两侧和切刀两侧分别设置有卡块和卡槽，本发明，具有避免断刀和方便教学的特点。

主权项：1.一种分散承压式数控伺服驱动装置，包括教学机床1和教学系统，其特征在于：所述教学机床1内部左端设置有工件夹具2，所述工件夹具2中间夹持有工件3，所述教学机床1内部右侧设置有移动刀架4，所述移动刀架4底部设置有进刀装置，所述移动刀架4上端设置有刀架台5，所述刀架台5设置有若干切刀槽6，所述切刀槽6上侧设置有固定装置7，所述切刀槽6内设置有切刀8；所述固定装置7包括若干支撑架71，所述支撑架71分别设置于切刀槽6上侧，所述支撑架71下侧设置有滑块槽72，所述滑块槽72内部设置有滑块73，所述滑块73下侧靠近切刀槽6出口的一端固定安装有切刀夹74，所述切刀夹74内部两侧和切刀8两侧分别设置有卡块和卡槽，所述卡块嵌合在卡槽内，所述滑块73另一端设置有若干伸缩杆75，所述伸缩杆75下端固定连接有压块76，所述压块76内设置有压力传感器，所述滑块73上侧轴承连接有螺纹杆77，所述螺纹杆77与支撑架71螺纹连接，所述螺纹杆77顶部贯穿支撑架71连接有把手；所述切刀槽6底部设置有支撑块槽，所述支撑块槽内部均匀设置有若干支撑块61，所述支撑块61底部均设置有支撑杆62，所述支撑杆62为伸缩结构，靠近切刀槽6出口的四个所述支撑块61上端均为球形，且编号依次为A、B、C、D，其余所述支撑块61上端均为平面，A、B、C的间隔距离为0.1L，L为切刀槽6长度，且A位于切刀槽6前端，A与D的间隔距离为0.5L；所述教学系统包括输入模块、加工模块、模拟模块、计算模块、驱动模块和警报模块，所述输入模块包括输入面板，所述输入面板设置于教学机床1外侧表面，用于让学员输入加工程序，所述加工模块分别与输入模块、工件夹具2和进刀装置电连接，用于接收加工程序，并驱动工件夹具2和进刀装置进行加工，所述模拟模块分别与加工程序、加工模块、工件夹具2和进刀装置电连接，用于模拟出加工状况，实时检测加工状况，所述计算模块包括扫描装置，所述扫描装置设置于教学机床1内侧顶部；所述计算模块与压力传感器、模拟模块电连接，用于根据加工状况，判断切刀受力状态，所述驱动模块分别与计算模块、伸缩杆75、支撑杆62电连接，计算模块根据计算结果，配合驱动模块，进行切刀8受力调节或者报警停止工作；所述教学系统包括以下运行步骤：S1、学员将工件3夹持到工件夹具2上，此时根据工件夹具2夹持状态可以得到工件半径，同时利用扫描装置，得到工件长度，使得模拟模块可以模拟出工件初始形状，同时支撑杆62全部伸长；S2、学员将切刀8放入切刀槽6，通过旋转把手将切刀8固定，实时记录此时的压力传感器受力；S3、学员开始进行对刀，若切刀8未对齐，则放松旋转把手，通过输入面板调整支撑杆62长度，从而调整切刀8高度，期间根据压力传感器的受力变化，判断材料性质，切刀8对齐后进入S4；S4、学员通过输入面板输入加工程序和切刀8信息，开始运行加工；S5、模拟模块模拟出工件3加工状况，并模拟加工状况调整每次切削时切刀8的支撑方式，并在加工时进行报警判断，直至加工完成；所述S2和S3中，安装和调整切刀8时，可以通过压力传感器感应出对切刀8的加持力F夹，若在进刀装置运作时，即移动刀架4发生移动时，若F夹过小，则判断为切刀8夹持过松，警报模块进行二级报警；所述S3中，在试切时实时检测压力传感器数值F总，可以得出切刀8试切时的受力F切＝F总-F夹，配合此时工件夹具2的旋转角速度ω、切刀8的进给速度v、切削厚度x和切刀8距离工件夹具2旋转轴的距离r，实时计算出保护系数试切结束后取其平均值记录为∈：所述S5中，当v≥100mmmin时，保护强度的计算公式为式中Fmax为压力传感器的最大受力变化值，为事先设定，ωmax、R、V和X分别为加工程序中的工件夹具2最高转速、工件3半径、切刀8的最高进给速度和最大切削厚度；当95％≤n时，警报模块进行三级报警，提示学员更换切刀8；当70％≤n95％时，A、B、C、D保持伸出；当60％≤n70％时，缩回A；当n60％时，缩回A和B；当v100mmmin时，缩回A、B和C；首先，通过进给速度判断加工流程，粗加工时，根据保护系数调节支撑方式，使切削力相对较小的切刀8在切削时，会更容易对压块76产生作用力，由于较细的切刀8切削时的力会相对较小，强度也会较低，通过调节会有更高的判断标准，同时磨损较小的切刀8切削时的力也会相对较小，但是也更容易磨损，调节后压块76的受力变化会更加明显，方便加工完后的教学，精加工时进一步增加判断标准，保证精加工判断准确性；所述S5中，计算模块实时记录压力传感器变化数值F，并建立其与时间的变化图；同时在切削工程中，若v≥100mmmin，当0.8Fmax≤F0.85Fmax进行一级报警；当0.85Fmax≤F0.9Fmax进行二级报警；当0.9Fmax≤F，进行三级报警，并缩回伸缩杆75，加工停止；若v100mmmin，当0.05Fmax≤F进行二级报警；通过记录压力传感器数值与时间的变化图，可以在加工完成后，老师对学员判断学员加工程序的加工稳定性，进行针对性教学，在粗加工过程中，压力传感器变化数值F较大时，进行一级报警，提醒学员该加工速度下容易造成切刀8磨损，压力传感器变化数值F过大时，进行二级报警，提醒学员加工速度设置过大，工件3和切刀8易损坏，压力传感器变化数值F过于危险时，通过缩回伸缩杆75，切刀8会失去支撑，在切削力的作用下在切刀槽6内发生旋转，迅速远离加工区域并停工，避免切刀8断裂，精加工过程中，压力传感器变化数值F略大，便说明精加工精度不足，无法满足精度要求。

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