智能化深孔鏜孔機床的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種智能化深孔鏜孔機床，可實現應用于現場加工的大尺寸、深孔甚至盲孔零件的加工以及其他各種現場操作檢測維修過程。該技術，在機床裝備安裝調試中主軸能自動或半自動檢測、調節、定位，在操作過程中可實施檢測反饋、驅動控制，可應用于水電站、核電站、艦艇、船舶，采礦等領域的大型機床裝備和零部件的安裝、使用、調試、維護、加工、修理、檢測等作業，也可擴展應用于一般孔類零件加工和各種操作過程中的主軸自動定位、自動檢測和智能控制。
【背景技術】
[0002]大型水電站、核電站、艦艇、船舶，采礦等領域，零部件的安裝、維護、修復、調試等操作，由于生產制造廠商遠離使用地，或不便于拆卸、移動等原因，采用傳統處理方法使用大型機床或者制作專機完成零部件的操作加工后運輸到指定地點安裝，經常產生難于克服的困難，如運輸困難、加工周期長、成本昂貴、遠離制造或維修基地的現場安裝調試或檢測修復不易實施，工程費時、費力、費財、協調困難等等。為了適應社會發展的需求，人們發展了現場加工技術，即直接在被加工大尺寸零部件上安裝操作加工機床，完成加工任務。現場加工技術是一種適應各種復雜工作條件下零部件的加工、檢測、維護、修復等作業的良好方法，但其中大型裝備和零部件的安裝、使用、調試、維護、加工、修理、檢測等作業，經常遇到機床在指定位置的正確安裝、定位，大尺寸深孔零部件的自動或半自動操作、加工、檢測和控制。能自動完成機床裝備安裝調試過程中主軸的自動檢測、調節、定位，操作加工過程的智能化檢測和控制，成為現場加工技術關鍵核心問題。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的問題是提供一種能夠在現場加工條件下，集機床的自動定位、對被加工零件進行操作、加工、檢測、維護時能夠實現自動或半自動驅動控制的方法和技術。采用該方法，初步安裝加工機床于被加工孔零件后，能夠能夠實現大尺寸深孔鏜加工并能使機床自動或半自動安裝、調試、定位、檢測反饋、驅動控制。
[0004]
【發明內容】
一是能夠實現大尺寸深孔鏜加工并能使機床自動或半自動安裝、調試、定位、檢測反饋、驅動控制的方法，包括機床的構成；
[0005]
【發明內容】
二是機床在操作加工過程中，伴隨機床主軸旋轉的同時，能夠產生軸向進給的主軸結構；
[0006]
【發明內容】
三是機床主軸的自動位置檢測、定位技術；
[0007]
【發明內容】
四是機床主軸位置的自動調整和驅動控制機構；
[0008]
【發明內容】
五是能沿機床主軸產生軸向進給的驅動機構；
[0009]
【發明內容】
六是能夠產生包括軸向進給、徑向進給、繞主軸轉動的刀架進給裝置；
[0010]
【發明內容】
七是能夠實施在線檢測的檢測裝置；
[0011]
【發明內容】
八是能夠實施機床控制、進給、檢測，以及各種機床自動安裝、定位、調整、在線檢測、操作加工的綜合控制系統。
[0012]所實施的一種智能化深孔鏜孔機床，其方法如下，如圖1所示。
【發明內容】
一，智能化深孔鏜孔機床由主軸及主軸驅動裝置Z100、主軸定心調整裝置Z201和主軸定心調整裝置Z202、主軸位置檢測裝置Z300、進給滑套(10)、刀架軸向進給裝置Z400、刀架徑向進給裝置Z500、綜合控制系統Z600等組成，通過綜合控制系統Z600的智能化處理，實現大尺寸深孔鍵加工并能使機床自動或半自動安裝、調試、定位、檢測反饋、驅動控制。
【發明內容】
二，伴隨機床主軸旋轉的同時，刀架進給裝置能夠產生軸向進給運動，首先設計具有凹槽特征的主軸結構:主軸是由包括主軸本體和傳動絲桿組成的復合主軸本體一側加工有凹槽，凹槽內安裝傳動絲桿，傳動絲桿兩端有絲桿座，絲桿座將傳動絲桿固定在主軸側面的凹槽內結構，主軸本體一側加工有凹槽，凹槽內安裝傳動絲桿，傳動絲桿兩端有絲桿座，絲桿座將傳動絲桿固定在主軸側面的凹槽內構成主軸復合體；這種結構，在主軸的旋轉的時候，可以通過驅動絲桿傳動，獲得軸向進給運動；其次，設計主軸驅動裝置，其特征在于主軸驅動系統由包括驅動馬達，減速器和傳動箱組成，其中傳動箱套在主軸上，傳動箱通過其內套上的鍵與主軸上的凹槽配合傳遞扭矩，帶動主軸旋轉。其中一種軸向進給驅動裝置結構簡圖如圖2所示，包括一側有凹槽的鏜桿(22)主軸結構、凹槽內安裝梯形絲桿(21)，傳動絲桿兩端的絲桿座(20)，伺服電機(18)、減速器(19)以及集電環(23)等。
【發明內容】
三，機床主軸的自動位置檢測、主軸位置的自動調整定位機構，其特征在于主軸位置檢測是通過掃描檢測被加工零件孔表面，并分析和計算出機床主軸相對位置，根據所要求的被加工孔軸線位置通過軸兩端安裝的主軸定心機構，自動調整機床主軸軸線，調整完成后自動鎖緊機床。采用激光或者其他位置傳感器進行孔表面位置檢測，掃描機構其特征在于利用刀架進給裝置中的軸向進給機構、徑向進給機構以及主軸及主軸驅動系統的旋轉運動，實現對被檢測表面掃面。
【發明內容】
四，機床主軸位置的自動調整和驅動控制，是設計主軸定心調整裝置Z201和主軸定心調整裝置Z202，，其特征在于定心調整裝置由一對主軸定心機構(5)和主軸定心機構(14)組成，分別安裝在主軸(7)兩端，每一套主軸定心機構均配置軸承座，軸承座徑向端配置有不少于3套可以伸縮的調節頂桿(4)、或調節頂桿(15)，當主軸位置檢測裝置Z300檢測出機床主軸軸線與給定軸線位置產生偏差時，由綜合控制系統Z600發出指令，分別驅動主軸兩端的主軸定心機構(5)和主軸定心機構(14)，使其上相應的調節頂桿伸縮，從而使主軸沿所需方向在指定范圍內偏移，實現機床軸線位置調節。調節頂桿(4)或調節頂桿
(15)，可以是由油缸驅動的活塞桿，或者其他動力驅動的螺桿。
【發明內容】
五，沿機床主軸產生軸向進給的驅動機構，其特征在于刀架軸向進給裝置Z400包括軸向進給機構和控制裝置；軸向進給機構(I)安裝于主軸一端，通過安裝在主軸凹槽內的傳動絲桿，帶動安裝在進給滑套(10)上的包括位置檢測裝置(9)、軸向進給機構(11)、徑向進給機構(12)在內的刀架進給機構整體沿主軸(7)軸向移動，實現軸向進給。
【發明內容】
六，徑向進給由刀架徑向進給裝置Z500執行，包括徑向進給機構(12)和控制裝置，其特征在于徑向進給機構安裝在所述進給滑套上；控制裝置控制徑向進給機構的動力源，驅動刀架徑向進給機構沿徑向移動，實現徑向進給。由綜合控制系統Z600發出指令控制軸向進給、徑向進給、繞主軸轉動的刀架運動。
【發明內容】
七，在線檢測，可以通過配置尺寸檢測系統，尺寸檢測系統采用激光或者其他傳感器，檢測被加工零件尺寸，檢測數據反饋到控制系統，構成閉環控制來實現。
【發明內容】
八，設計綜合控制系統Z600，使之能夠根據要求，實施機床控制、進給、檢測，以及各種機床自動安裝、定位、調整、在線檢測、操作加工任務。
【附圖說明】
[0013]圖1智能化深孔鏜孔機床示意圖
[0014]ZlOO:主軸及主軸驅動裝置
[0015]Z201:主軸定心調整裝置
[0016]Z202:主軸定心調整裝置
[0017]Z300:主軸位置檢測裝置
[0018]Z400:刀架軸向進給裝置
[0019]Z500:刀架徑向進給裝置
[0020]Z600:綜合控制系統
[0021](I)軸向進給機構(2)主軸驅動機構(3)底座(4)調節頂桿
[0022](5)主軸定心機構(6)