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伯特利數(shù)控 加工中心 鉆攻中心

前言：

便攜式鏜孔機(jī)主要應(yīng)用于大型重工行業(yè)，例如：船舶加工制造業(yè)、軍事加工制造業(yè)、核電產(chǎn)業(yè)等大型難加工，且加工精度要求特別高的行業(yè)。鏜孔加工過程中鏜桿軸線的位置決定了加工后孔的位置精度，同時(shí)對(duì)加工孔的形狀精度也有直接影響^[u。目前國內(nèi)便攜式鏜孔機(jī)的定心方式均采用手動(dòng)測(cè)量、人工估算、手動(dòng)調(diào)整的定心方法,特別是針對(duì)有磨損的大型深孔修復(fù)時(shí)，使用這種調(diào)整方法不僅效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、定位精度差,而且工件加工后易產(chǎn)生廢品，導(dǎo)致巨大浪費(fèi)^[3];對(duì)于空間位置有限深孔或盲孔，受條件限制工人無法安裝操作時(shí)，這就需要運(yùn)用自動(dòng)化手段實(shí)現(xiàn)鏜孔機(jī)自動(dòng)定心^[44。因此，開發(fā)便攜式鏜孔機(jī)的在線檢測(cè)自動(dòng)定心系統(tǒng)是現(xiàn)場(chǎng)加工行業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展的需求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)加工行業(yè)的發(fā)展有重要的推動(dòng)作用。

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)加工環(huán)境，以及系統(tǒng)安裝條件為了實(shí)現(xiàn)便攜式鏜孔機(jī)的自動(dòng)定心功能，設(shè)計(jì)如圖1所示的便攜式鏜孔機(jī)測(cè)控系統(tǒng)圖。

該加工中心的在線檢測(cè)系統(tǒng)采用激光位移傳感器的非接觸式測(cè)量方式，通過多次測(cè)量調(diào)整來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定心功能。測(cè)控系統(tǒng)主要分為三大模塊:數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、運(yùn)動(dòng)調(diào)整模塊。

數(shù)據(jù)采集模塊：在選定的測(cè)量截面內(nèi)控制刀架旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)激光位移傳感器圓周運(yùn)動(dòng)，完成對(duì)工件內(nèi)腔的圓周掃描，采集得到!一組距離數(shù)據(jù);運(yùn)用無線傳輸技術(shù)將這些數(shù)據(jù)傳輸給上位機(jī)，并存儲(chǔ)在上位機(jī)中。通過對(duì)多個(gè)截面的圓周掃描后，得到多組原始數(shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工件內(nèi)腔原始數(shù)據(jù)的采集。

數(shù)據(jù)處理模塊:上位機(jī)對(duì)工件內(nèi)腔原始數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的運(yùn)算處理，計(jì)算出每個(gè)檢測(cè)截面的圓心位置，然后通過擬合運(yùn)算擬合出工件內(nèi)腔的虛擬軸線；根據(jù)內(nèi)腔虛擬軸線與鏜桿軸線的空間位置關(guān)系，在上（下）調(diào)整面內(nèi)計(jì)算出虛擬軸線點(diǎn)和鏜桿軸線點(diǎn)的空間位置偏差量。

運(yùn)動(dòng)調(diào)整模塊：上位機(jī)將空間位置偏差量傳輸給運(yùn)動(dòng)控制器，經(jīng)過運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)算插補(bǔ)后，將插補(bǔ)信息傳輸給驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)使執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)鏜桿運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)鏜桿的空間位置調(diào)整。

便攜式鏜孔機(jī)自動(dòng)定心過程為：首先，對(duì)進(jìn)行機(jī)械本體各部件進(jìn)行安裝，然后進(jìn)行測(cè)控系統(tǒng)的安裝，將水平傾角傳感器、激光位移傳感器、角度編碼器和壓力傳感器等檢測(cè)元件以及各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電氣元件同控制系統(tǒng)進(jìn)行連接，形成一個(gè)閉環(huán)控制的測(cè)控系統(tǒng)。其次，標(biāo)定激光位移傳感器發(fā)光點(diǎn)距主軸軸心的距離為K)，獲取一個(gè)原始距離值。以水平傾角傳感器檢測(cè)方向?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，標(biāo)定坐標(biāo)系方向，并建立測(cè)量坐標(biāo)系。最后，通過激光位移傳感器對(duì)工件原始內(nèi)腔的逐層旋轉(zhuǎn)掃描如圖2所示。

獲取工件內(nèi)腔的原始數(shù)據(jù)；將得到的每層原始數(shù)據(jù)運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行圓形擬合，從而得出每個(gè)截面掃描圓的擬合圓圓心及半徑；然后每個(gè)截面處擬合的圓心再通過擬合運(yùn)算，得出虛擬內(nèi)腔圓柱的軸線；在調(diào)整截面內(nèi)計(jì)算出兩軸線與截面相交點(diǎn)之間的位置偏移量和，通過數(shù)據(jù)和與直線度^進(jìn)行判別比較確定是否需要調(diào)整，如若需要調(diào)整則通過調(diào)整機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鏜桿自動(dòng)調(diào)整。經(jīng)過多次測(cè)量、調(diào)整后達(dá)到定心精度的要求，完成自動(dòng)定心，然后進(jìn)行后續(xù)加工。

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結(jié)束語：

綜上所述，本文采用互為基準(zhǔn)的方法，對(duì)便攜式鏜孔機(jī)的自動(dòng)定心測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明：

(1) 該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)在線檢測(cè)，快速進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，定心精度高，系統(tǒng)穩(wěn)定，操作方便。

(2) 該系統(tǒng)具有多用性，不僅能用于加工前的系統(tǒng)自動(dòng)定心，還能夠用于加工后被加工工件的質(zhì)量檢測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)定位檢測(cè)和加工質(zhì)量檢測(cè)一體化。

(3) 運(yùn)用自動(dòng)化系統(tǒng)，大大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，提升了安全性能。同時(shí)也提高了現(xiàn)場(chǎng)加工機(jī)械的自動(dòng)化程度，為其他機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展提供了參考。

伯特利數(shù)控是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省東莞市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！

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