数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法，更具体的说，尤其涉 及一种可有效地统计出钢丝绳每个分段的弯折次数的数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监 测方法。
【背景技术】
[0002] 数控落地镗铣床(通常简称为落地镗）以重锤加滑轮、钢丝绳的形式实现主轴箱的 重量平衡，钢丝绳是这一平衡系统中重要的一环。钢丝绳在机床工作过程中频繁地发生弯 折，长期承受交变载荷的作用，最终将因疲劳破坏导致钢丝绳失效。钢丝绳的理论疲劳寿命 一般是以弯折次数来表示的，以往由于无法对钢丝绳的弯折次数进行准确统计，使得钢丝 绳的选用和维护缺乏准确、可靠数据的支撑，易出现钢丝绳超期服役或过早更换的情况。
【发明内容】
[0003] 本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了 一种数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿 命监测方法。
[0004] 本发明的数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法，数控落地镗铣床的主轴箱通 过钢丝绳与重锤相连接，以实现配重作用；钢丝绳绕过位于同一高度的第一定滑轮和第二 定滑轮，主轴箱上设置有刀具以及驱使其沿Y轴方向运动的驱动装置； 其特征在于，所述钢丝绳弯折寿命监测方法通过以下步骤来实现：a).钢丝绳分区，当 主轴箱处于最低点时，由钢丝绳与第一定滑轮相接触的位置开始，对钢丝绳依次进行分区， 将钢丝绳划分为《个单独统计弯折次数的分区，《个分区依次记为4、4、…、4、…、4, Λ为第丨个分区山).发生弯折的判定，钢丝绳在滑轮上形状发生改变的分界点称 为弯折点，钢丝绳上的分区4每进入一次弯折点所包含的区域，则记分区4发生了一次弯 折；c).钢丝绳弯折位置的反映，主轴箱处于最低点时，Y轴坐标记为〇,因此通过数控落地 镗铣床的Y轴坐标来准确反映钢丝绳分区在第一定滑轮和第二定滑轮的位置；d).第一定 滑轮上发生弯折分区的统计，在主轴箱完成一次沿γ轴方向的运动后，通过γ轴运动的起点 坐标和终点坐标，判断出钢丝绳在第一定滑轮上发生弯折的分区以及弯折的次数，并将每 个分区的弯折次数进行累加，记C^1为分区4在第一定滑轮上发生弯折的累加次数；执行 步骤e) ;e).第二定滑轮上发生弯折分区的统计，采用与步骤d)中相同的方法，判断出钢丝 绳在第二定滑轮上发生弯折的分区以及弯折的次数，并将每个分区的弯折次数进行累加， 记?_2为分区4在第一定滑轮上发生弯折的累加次数；执行步骤f) ;f).总弯折次数统计 和判断，将步骤d)中钢丝绳分区4在第一定滑轮上的累加次数cU,与将步骤d)中钢丝绳 分区4在第二定滑轮上的累加次数q_ 2相加，并判断相加后的总弯折次数是否超过了钢 丝绳的最大弯折次数，如果没有超过，则执行步骤d);如果超过最大弯折次数，则发出报警 提示，以便提醒工作人员更换钢丝绳，确保设备安全运行。
[0005] 本发明的数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法，重锤与第一定滑轮之间的钢 丝绳处于坚直状态，主轴箱与第二定滑轮之间的钢丝绳处于坚直状态，第一定滑轮与第二 定滑轮的直径尺寸相等；步骤a)中钢丝绳的每个分区4的长度均等于第一定滑轮周长的 四分之一。
[0006] 本发明的数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法，步骤d)中第一定滑轮上发 生弯折的分区通过以下矩阵进行统计：
【主权项】
1. 一种数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法，数控落地镗铣床的主轴箱（1)通过 钢丝绳（5)与重锤（2)相连接，以实现配重作用；钢丝绳绕过位于同一高度的第一定滑轮 (3)和第二定滑轮（4)，主轴箱上设置有刀具以及驱使其沿Y轴方向运动的驱动装置； 其特征在于，所述钢丝绳弯折寿命监测方法通过以下步骤来实现： a) .钢丝绳分区，当主轴箱处于最低点时，由钢丝绳与第一定 滑轮相接触的位置开始，对钢丝绳依次进行分区，将钢丝绳划分为 ?个单独统计弯折次数的分区，《个分区依次记为4、4、…、為、…、忒，4为第：个分 区，S ? ; b) .发生弯折的判定，钢丝绳在滑轮上形状发生改变的分界点称为弯折点，钢丝绳上的 分区4每进入一次弯折点所包含的区域，则记分区4发生了一次弯折； c) .钢丝绳弯折位置的反映，主轴箱处于最低点时，γ轴坐标记为〇,因此通过数控落地 镗铣床的Y轴坐标来准确反映钢丝绳分区在第一定滑轮和第二定滑轮的位置； d) .第一定滑轮上发生弯折分区的统计，在主轴箱完成一次沿Y轴方向的运动后，通过 Y轴运动的起点坐标和终点坐标，判断出钢丝绳在第一定滑轮上发生弯折的分区以及弯折 的次数，并将每个分区的弯折次数进行累加，记Cm为分区Λ在第一定滑轮上发生弯折的 累加次数；执行步骤e); e) .第二定滑轮上发生弯折分区的统计，采用与步骤d)中相同的方法，判断出钢丝绳 在第二定滑轮上发生弯折的分区以及弯折的次数，并将每个分区的弯折次数进行累加，记 为分区4在第一定滑轮上发生弯折的累加次数；执行步骤f); f) .总弯折次数统计和判断，将步骤d)中钢丝绳分区4在第一定滑轮上的累加次数 Cu ,与将步骤d)中钢丝绳分区4在第二定滑轮上的累加次数相加，并判断相加后的 总弯折次数是否超过了钢丝绳的最大弯折次数，如果没有超过，则执行步骤d);如果超过 最大弯折次数，则发出报警提示，以便提醒工作人员更换钢丝绳，确保设备安全运行。
2. 根据权利要求1所述的数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法，其特征在于：重 锤（2)与第一定滑轮（3)之间的钢丝绳处于坚直状态，主轴箱（1)与第二定滑轮（4)之间的 钢丝绳处于坚直状态，第一定滑轮与第二定滑轮的直径尺寸相等；步骤a)中钢丝绳的每个 分区4的长度均等于第一定滑轮周长的四分之一。
3. 根据权利要求1或2所述的数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法，其特征在于： 步骤d)中第一定滑轮上发生弯折的分区通过以下矩阵进行统计：
其中，6为钢丝绳的分区4的起始点的坐标值； 步骤e)中第二定滑轮上发生弯折的分区通过以下矩阵进行统计：
步骤f)中通过如下公式计算钢丝绳上每个分区的总弯折次数：
其中，Cfi = Cu + ?_2, C1、C2、…、q、Cs分别为钢丝绳上第一个分区至第w个分区 总的弯折次数。
【专利摘要】本发明的数控落地镗铣床钢丝绳弯折寿命监测方法，包括：a).将钢丝绳划分为 个单独统计弯折次数的分区；b).发生弯折的判定；c).钢丝绳弯折位置的反映；d).第一定滑轮上发生弯折分区的统计；e).第二定滑轮上发生弯折分区的统计；f).总弯折次数统计和判断。本发明所提出一种对数控落地镗所用钢丝绳进行弯折寿命监测的技术，它对钢丝绳全长范围内的弯折次数进行实时地记录和累计计算，可显示弯折次数沿钢丝绳全长的分布情况，最大弯折次数接近和达到理论极限值时发出报警信息，实现了钢丝绳弯折寿命的实时监测，提高了落地镗产品整体安全性，并为钢丝绳的选用和维护提供了准确、可靠的数据依据。
【IPC分类】B23Q17-00, G06F19-00
【公开号】CN104647137
【申请号】CN201510013587
【发明人】周辉, 包鹏超
【申请人】济南二机床集团有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年1月12日