一種測試鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化的裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是一種測試鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化的裝置及方法，屬于數(shù)控機床功能零部件性能檢測領域。
【背景技術】
[0002]數(shù)控加工中心的自動換刀裝置由存放刀具的刀庫和換刀機構組成。刀庫的種類很多，常見的有盤式刀庫、斗笠刀庫，鏈式刀庫等。鏈式刀庫具有存放刀具數(shù)量多、機構簡便、易于維護等優(yōu)點，多數(shù)用于中大型數(shù)控機床。目前，國內(nèi)大多數(shù)的鏈式刀庫采用的鏈條都是進口的，國產(chǎn)的鏈條質(zhì)量相對較差。鏈式刀庫在長時間運行期間，由于各種因素的影響，鏈條會發(fā)生磨損，鏈節(jié)之間的距離會發(fā)生變化，這就會導致鏈條和鏈輪之間的嚙合發(fā)生變化，直接影響機床自動換刀的準確性和可靠性，嚴重可能導致掉刀、撞刀等故障。因此，檢測鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化情況是很有必要的，這將有助于鏈式刀庫整體性能和可靠性的研宄，并為國產(chǎn)鏈條提供一些實驗依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]由于鏈式刀庫在運行期間，鏈條不停轉(zhuǎn)動，對其進行鏈條節(jié)距的檢測有一定難度，需要一套比較完善的測試裝置和方法，目前沒有有關鏈式刀庫鏈條節(jié)距檢測的裝置和方法。
[0004]一種測試鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化的裝置，包含兩個部分，一部分為刀庫本身結構，另一部分為在刀庫本身結構上設計的裝置。第一部分刀庫本身機構為刀庫本體I ;，在刀庫本體I ;上安裝著鏈條托板5 ;，鏈條托板5 ;支撐鏈條4 ;，鏈條4 ;上方接連刀套安裝板3 ;，刀套安裝板3 ;上裝有刀套2 ;，此為刀庫本身機構。其特征在于:刀庫本身結構上設計的裝置結構為:通過導軌工裝11 ;和導軌頂板18 ;把導軌6 ;固定在刀庫鏈條托板5 ;上，導軌6 ;安裝位置為以鏈條托板5 ;中心向兩側對稱，兩者連接方式為螺釘連接，導軌6 ;保證與鏈條托板5 ;平行，磁柵尺16 ;黏貼在導軌上，第一輪支板9 ;與第二輪支板10 ;組成的整體可在上面滑動。在刀庫本身機構中拆除兩個刀套2 ;，留下刀套安裝板3;，兩個刀套位置為鏈條托板5 ;上任意三個連續(xù)的鏈節(jié)，中間間隔一個刀套2 ;不拆除。在左邊刀套安裝板3 ;上裝Zigbee模塊A7 ；，在右邊刀套安裝板3 ;上裝Zigbee模塊B8 ；，第一輪支板9 ;與刀套安裝板3 ;連接，構成一整體，中間裝有調(diào)整墊片11 ;，能進行第一輪支板9 ;的上下調(diào)整。第一輪支板9 ;下方有通孔，用于裝配輪軸13 ;，在輪軸13 ;上裝配軸承14 ;，輪軸13 ;末端裝配輔助導向塊15 ;，第一輪支板9 ;下方平面處裝有磁柵尺讀數(shù)頭17 ;，保證磁柵尺讀數(shù)頭17 ;與磁柵尺16 ;的距離為Imm到2mm之間。第二輪支板10 ;與第一輪支板9 ;連接成一整體，第二輪支板10 ;下方裝有輪軸和軸承，輪軸末端裝配輔助導向塊。
[0005]一種測試鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化的裝置的方法，刀套安裝板、第一輪支板和第二輪支板三者組成一個整體，在刀庫正常運轉(zhuǎn)的情況下隨著鏈條4 ;的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)動到導軌安裝的地方，在軸承和輔助導向塊的作用下進入導軌，在導軌上滑動。鏈條4 ;每轉(zhuǎn)一周兩個磁柵尺讀數(shù)頭17 ;分別產(chǎn)生一組TTL信號，分別由左邊Zigbee模塊A7 ;和右邊Zigbee模塊B8 ;采集信號個數(shù)，并且分別無線發(fā)送到作為接收模塊的Zigbee模塊C19 ;，Zigbee模塊C19 ;通過串口連接方式把接收到的數(shù)據(jù)傳送給PC機20 ；，通過上位機軟件分析兩個數(shù)值，這兩個數(shù)值之差乘以磁柵尺16 ;的柵距就為兩個讀頭之間的位移，即三個鏈節(jié)的位移。通過比較兩個讀數(shù)頭之間的位移變化得出鏈節(jié)的長度變化。
[0006]進一步，磁柵尺讀數(shù)頭17 ;供電采用鋰電池供電，供電電壓為5V，采用12V鋰電池，需經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)成成5V。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0008](I)本發(fā)明提供了一種鏈式刀庫鏈條節(jié)距檢測的裝置和方法，可以動態(tài)的檢測鏈條運轉(zhuǎn)過程中鏈條的節(jié)距變化情況，可為研宄鏈式刀庫可靠性提供實驗基礎，并且可為鏈條生產(chǎn)商提供一些參考數(shù)據(jù)。
[0009](2)本發(fā)明采用的磁柵尺傳感器可在工況相對惡劣的環(huán)境下工作，可以為不同的鏈式刀庫進行鏈條節(jié)距的檢測。
[0010](3)本發(fā)明采用專門設計的導軌、第一輪支板9和第二輪支板10，確保工作過程中磁柵尺16和兩個磁柵尺讀數(shù)頭17之間的距離固定不變，有效的保護了讀數(shù)頭，避免撞壞。
[0011](4)本發(fā)明提供的測試方法比較新穎。由于鏈條是不停的運轉(zhuǎn)的，如果采用一般測試方法(有線方式)，那么傳感器導線會隨著鏈條的轉(zhuǎn)動而發(fā)生扭轉(zhuǎn)，導線容易斷裂或者卷入鏈條中導致機器出故障，因此采用無線數(shù)據(jù)傳輸方式，避免了導線發(fā)生上述事故。利用磁柵尺16柵格來計算鏈條節(jié)距的距離變化情況，采用多個鏈條節(jié)距取均值，使實驗數(shù)據(jù)更加準確。
【附圖說明】
[0012]圖1一一本發(fā)明測試平臺的示意圖。
[0013]圖2—一本發(fā)明測試平臺左視圖部分剖視圖。
[0014]圖3—一本發(fā)明測試數(shù)據(jù)接收端示意圖。
[0015]圖4--本發(fā)明測試導軌主視圖和左視圖。
[0016]圖5 本發(fā)明測試導軌頂板18主視圖和左視圖。
[0017]圖6——本發(fā)明測試導軌工裝12主視圖和左視圖。
[0018]圖7 本發(fā)明測試輔助導向塊15主視圖和俯視圖。
[0019]圖8--本發(fā)明測試第一輪支板9 二視圖。
[0020]圖9--本發(fā)明測試第二輪支板10 二視圖。
[0021]圖10——本發(fā)明測試輪軸13主視圖。
[0022]圖11一一本發(fā)明檢測系統(tǒng)組成框圖。
【具體實施方式】
[0023]以下結合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明:
[0024]如附圖1所示，本檢測裝置包括鏈式刀庫本體1、刀套2、刀套安裝板3、刀庫鏈條4、鏈條托板5、導軌6、Zigbee模塊A7、Zigbee模塊B8、第一輪支板9、第二輪支板10，附圖2中，調(diào)整墊片11、導軌工裝12、輪軸、軸承14、輔助導向塊15、磁柵尺16、磁柵尺讀數(shù)頭17、導軌頂板18，附圖3中，Zigbee模塊C19、PC機20。導軌6固定在鏈條托板5上面，磁柵尺16黏貼在導軌6上面。圖4為導軌6，安裝在鏈條托板5上，與鏈條4平行，并且不能妨礙機器的運轉(zhuǎn)，在導軌6中間開出一個槽，用來避開刀庫托板5上方的兩個螺帽。圖5和圖6為導軌頂板18和導軌工裝12，用來安裝導軌6，保證導軌6與鏈條托板5平行。圖7為輔助導向塊15，用來與輪軸13裝配，起到輔助引導作用。圖8和圖9為第一輪支板9和第二輪支板10，第一輪支板9為一焊接件，與第二輪支板10用螺栓連接固定住，隨著鏈條轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。圖10為輪軸13，用來裝配軸承14，使得第一輪支板9和第二輪支板10組成的整體可以在導軌上滑動。
[0025]在鏈條托板5上的鏈條任意相距3個鏈節(jié)的地方拆掉刀套2，保留刀套安裝板3，Zigbee模塊安裝在刀套安裝板上，隨著鏈條轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，為保證軸承外圈和抬刀支架不會產(chǎn)生干涉，第一輪支板9和第二輪支板10裝配后的整體距離抬刀支架為4.5mm，第一輪支板9的上下可通過調(diào)整墊片11調(diào)整。磁柵尺讀數(shù)頭安裝于第一輪支板9下方，確保讀數(shù)頭和磁柵尺之間的距離為1mm，并且保證兩者之間的平行度。圖11為檢測系統(tǒng)的組成，如圖所示，磁柵尺讀數(shù)頭A和磁柵尺讀數(shù)頭B發(fā)出的TTL信號分別由Zigbee模塊A和Zigbee模塊B采集并且發(fā)送到作為接收端的Zigbee模塊C，Zigbee模塊C通過串口與PC機相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。在PC機經(jīng)過上位機軟件對數(shù)據(jù)進行存儲、分析和處理。
【主權項】
1.一種測試鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化的裝置，包含兩個部分，一部分為刀庫本身結構，另一部分為在刀庫本身結構上設計的裝置；第一部分刀庫本身機構為刀庫本體(1)，在刀庫本體(I)上安裝著鏈條托板(5)，鏈條托板(5)支撐鏈條(4)，鏈條(4)上方接連刀套安裝板(3)，刀套安裝板(3)上裝有刀套(2)，此為刀庫本身機構； 其特征在于:刀庫本身結構上設計的裝置結構為:通過導軌工裝(12)和導軌頂板(18)把導軌出)固定在刀庫鏈條托板(5)上，導軌(6)安裝位置為以鏈條托板(5)中心向兩側對稱，兩者連接方式為螺釘連接，導軌(6)保證與鏈條托板(5)平行，磁柵尺(16)黏貼在導軌上，第一輪支板(9)與第二輪支板(10)組成的整體可在導軌上面滑動；在刀庫本身機構中拆除兩個刀套(2)，留下刀套安裝板(3)，兩個刀套位置為鏈條托板(5)上任意三個連續(xù)的鏈節(jié)，中間間隔一個刀套(2)不拆除；在左邊刀套安裝板(3)上裝Zigbee模塊A (7)，在右邊刀套安裝板(3)上裝Zigbee模塊B (8)，第一輪支板(9)與刀套安裝板(3)連接，構成一整體，中間裝有調(diào)整墊片(11)，能進行第一輪支板(9)的上下調(diào)整；第一輪支板(9)下方有通孔，用于裝配輪軸(13)，在輪軸(13)上裝配軸承(14)，輪軸(13)末端裝配輔助導向塊(15)，第一輪支板(9)下方平面處裝有磁柵尺讀數(shù)頭(17)，保證磁柵尺讀數(shù)頭(17)與磁柵尺(16)的距離為Imm到2mm之間；第二輪支板(10)與第一輪支板(9)連接成一整體，第二輪支板(10)下方裝有輪軸(13)和軸承(14)，輪軸(13)末端裝配輔助導向塊(15)。
2.應用權利要求1所述的一種測試鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化的裝置的方法，刀套安裝板、第一輪支板和第二輪支板三者組成一個整體，在刀庫正常運轉(zhuǎn)的情況下隨著鏈條(4)的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)動到導軌安裝的地方，在軸承(14)和輔助導向塊(15)的作用下進入導軌，在導軌上滑動；鏈條(4)每轉(zhuǎn)一周兩個磁柵尺讀數(shù)頭(17)分別產(chǎn)生一組TTL信號，分別由左邊Zigbee模塊A (7)和右邊Zigbee模塊B (8)采集信號個數(shù)，并且分別無線發(fā)送到作為接收模塊的Zigbee模塊C (19)，Zigbee模塊C (19)通過串口連接方式把接收到的數(shù)據(jù)傳送給PC機(20)，通過上位機軟件分析兩個數(shù)值，這兩個數(shù)值之差乘以磁柵尺(16)的柵距就為兩個讀頭之間的位移，即三個鏈節(jié)的位移；通過比較兩個讀數(shù)頭之間的位移變化得出鏈節(jié)的長度變化。
3.根據(jù)根據(jù)權利要求1所述的一種測試鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化的裝置，其中特征在于:磁柵尺讀數(shù)頭(17)供電采用鋰電池供電，供電電壓為5V，采用12V鋰電池，需經(jīng)過電源轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)成成5V。
【專利摘要】一種測試鏈式刀庫中鏈條節(jié)距變化的裝置及方法，屬于數(shù)控機床功能零部件性能檢測領域。通過特別設計的導軌和支板安裝磁柵尺讀數(shù)頭，利用兩個Zigbee模塊當數(shù)據(jù)采集器，采集兩個磁柵尺讀數(shù)頭產(chǎn)生的TTL信號，并且以無線傳輸?shù)姆绞桨褦?shù)據(jù)傳輸出去，用一個Zigbee模塊當接收器，在接收端使用串口通信方式與PC機進行數(shù)據(jù)交互。利用VC++6.0編寫上位機軟件，在PC機上對數(shù)據(jù)進行存儲、分析、處理和顯示。本發(fā)明解決了鏈式刀庫鏈條節(jié)距變化難于檢測的問題，可以為鏈式刀庫鏈條的磨損等研究提供依據(jù)，并為鏈條生產(chǎn)商提供一些實驗數(shù)據(jù)。
【IPC分類】B23Q17-00, B23Q3-155
【公開號】CN104526461
【申請?zhí)枴緾N201410636023
【發(fā)明人】張躍明, 黃文杰, 牟宏明, 楊宇
【申請人】北京工業(yè)大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月5日