CN114290127A - 一种砂轮修整及砂轮更换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种砂轮修整及砂轮更换方法，包括：步骤1、数控***检测砂轮半径，判断砂轮半径是否小于设定阈值；若是，则进行砂轮更换，在砂轮更换完成后；若否，则进行下一步骤；步骤2、数控***启动砂轮，砂轮对工件进行磨削加工；数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值，若是，则进行砂轮修整，在砂轮修整完成后，砂轮继续对工件进行磨削加工；若否，则砂轮继续对工件进行磨削加工。本发明通过对砂轮的半径进行检测，实现砂轮更换报警，对砂轮保护罩的状态检测，当砂轮保护罩为开启状态时，不进行工作，当砂轮保护罩为关闭状态时，检测砂轮主轴电流，判断是否可以进行工作，防止了由于工作人员的疏忽，引发的安全问题。

Description

一种砂轮修整及砂轮更换方法

技术领域

本发明涉及磨削加工领域，尤其涉及一种砂轮修整及砂轮更换方法。

背景技术

砂轮片是磨削加工中常用一类磨具，在冶金行业、汽车与船舶制造业、机械制造业等行业中用量较大。砂轮在使用一端时间后，砂轮表面的气孔被磨削粉尘堵住，无法有效散发热量，造成加工事故。砂轮颗粒的锋利度不够，降低磨削效率。砂轮在加工中或修整中不断损耗，砂轮半径越来越小，但砂轮有最小使用半径，砂轮半径到达最小使用半径时，砂轮需要更换，否者会有碰撞情况。若有人员疏忽，打开砂轮护罩后，忘记更换砂轮就关闭护罩，操作机床进行加工，造成加工事故。

发明内容

本发明提供一种砂轮修整及砂轮更换方法，以克服以上问题。

本发明包括以下步骤：

步骤1、数控***检测砂轮半径，判断砂轮半径是否小于设定阈值；若是，则进行砂轮更换，在砂轮更换完成后，重复上述步骤；若否，则进行下一步骤；所述设定阈值为根据经验设定；

步骤2、数控***启动砂轮，砂轮对工件进行磨削加工；数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值，若是，则停止磨削加工并进行砂轮修整，在砂轮修整完成后，砂轮继续对工件进行磨削加工；若否，则砂轮继续对工件进行磨削加工；所述第一设定值根据经验设定。

进一步地，砂轮更换包括以下步骤：

步骤11、打开砂轮护罩上的机械门锁，触发电子开关，电子开关向数控***发送触发信号；

步骤12、数控***接收到所述触发信号后，数控***禁止砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和所有直线轴进给，然后更换砂轮；

步骤13、进行砂轮更换后，关闭机械门锁，解除电子开关的触发，电子开关向数控***发送解除触发信号，数控***解除对砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和直线轴进给的禁止。

进一步地，步骤13中数控***解除对砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和直线轴进给的禁止，基于以下处理策略：

数控***首先解除砂轮主轴旋转的禁止并启动所述砂轮主轴，获取所述砂轮主轴的启动电流值，并判断所述启动电流值是否大于第二阈值，若是，数控***则解除对工件主轴旋转和所有直线轴进给的禁止；若否，数控***再次禁止砂轮主轴旋转，并发出报警；所述第二阈值根据经验设定。

进一步地，数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值，包括以下步骤：

步骤21、数控***实时获取激光测量***获取的工件半径；

步骤22、每经过设定的加工时间T后，数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值；工件单位时间内的磨削量的计算公式为：

其中，F为砂轮单位时间内的磨削量；R1为设定的加工时间中，第一时刻时的工件直径；R2为设定的加工时间中，最后一时刻时的工件直径；T为设定的加工时间，T为根据经验设定。

进一步地，砂轮修整包括以下步骤：

步骤23、数控***实时获取滚轮中心的位置u_实际位置；

步骤24、数控***控制滚轮向砂轮移动，并实时计算滚轮中心和砂轮中心之间的距离，滚轮中心和砂轮中心之间的距离的计算公式为：

U_相对位置＝R3+R4+(u_实际位置-u1) (2)

其中，U_相对位置为滚轮中心和砂轮中心之间的距离；R3为砂轮半径；R4为滚轮半径；滚轮半径R4和砂轮半径R1均为已知尺寸；

若滚轮中心和砂轮中心之间的距离U_相对位置等于滚轮半径R4和砂轮半径R1之和，则判断滚轮与砂轮为接触状态，进行下一步骤；

否则，数控***继续控制滚轮继续向砂轮移动，直至滚轮中心和砂轮中心之间的距离等于滚轮半径和砂轮半径之和；

步骤25、数控***控制滚轮对砂轮进行修整，数控***实时获取砂轮半径，直至砂轮半径符合第二设定值，所述第二设定值为根据经验设定。

进一步地，步骤25中砂轮修整方式包括：单次点动修整、边修整边加工，在进行砂轮修整时，根据经验选择砂轮修整方式；

砂轮修整方式，包括：

1)单次点动修整：

砂轮进行修整时，砂轮停止加工，直线轴根据设定的速度，滚轮根据设定的转速，朝向砂轮移动并修整；修整完成后，滚轮退回零位，砂轮开始进行加工；

2)边修整边加工：

砂轮进行修整时，砂轮不停止加工，实时修整砂轮，砂轮进给轴根据砂轮半径的缩小值进行实时补偿。

本发明通过根据轮中心和砂轮中心之间的距离、滚轮半径和砂轮半径之和，实时计算砂轮半径，减少修整时由于修整程度不够或修整过度，而造成的砂轮损失和时间损失。本发明通过对砂轮的半径进行检测，实现了砂轮更换报警，并且通过监测砂轮重力，实现在没有砂轮时，自动停止机器运转，保证了更换砂轮人员的安全；同时，对砂轮保护罩的状态进行检测，当砂轮保护罩为开启状态时，不进行工作，防止了由于工作人员的疏忽，引发的安全问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的轮修整及更换方法流程图；

图2为本发明公开的砂轮和滚轮位置关系图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例包括：

步骤1、数控***检测砂轮半径，判断砂轮半径是否小于设定阈值；若是，则进行砂轮更换，在砂轮更换完成后，重复上述步骤；若否，则进行下一步骤；所述设定阈值为根据经验设定；

具体而言，砂轮半径＝砂轮和工件中心距离-工件半径。工件半径根据激光测量检测。

步骤2、数控***启动砂轮，砂轮对工件进行磨削加工；数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值，若是，则停止磨削加工并进行砂轮修整，在砂轮修整完成后，砂轮继续对工件进行磨削加工；若否，则砂轮继续对工件进行磨削加工；所述第一设定值根据经验设定。

优选的，砂轮更换包括以下步骤：

步骤11、打开砂轮护罩上的机械门锁，触发电子开关，电子开关向数控***发送触发信号；

步骤12、数控***接收到所述触发信号后，数控***禁止砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和直线轴进给，然后更换砂轮；

步骤13、进行砂轮更换后，关闭机械门锁，解除电子开关的触发，电子开关向数控***发送解除触发信号，数控***解除对砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和直线轴进给的禁止。

具体而言，直线轴包括：X轴直线轴、Y轴直线轴、Z轴直线轴、W轴直线轴、A轴直线轴、U轴直线轴、C轴直线轴。

优选的，步骤13中数控***解除对砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和直线轴进给的禁止，基于以下处理策略：

数控***首先解除砂轮主轴旋转的禁止并启动所述砂轮主轴，获取所述砂轮主轴的启动电流值，并判断启动电流值是否大于第二阈值，若是，数控***则解除对工件主轴旋转和直线轴进给的禁止；若否，数控***再次禁止砂轮主轴旋转，并发出报警；所述第二阈值根据经验设定。

具体而言，检测砂轮主轴的电流：

1、当新装砂轮时，砂轮高速旋转时，由于砂轮直径大，惯量大，砂轮主轴启动的电流大，设定此时砂轮主轴的启动电流值，作为砂轮最大直径的电流值。

2、进行砂轮更换后，砂轮高速旋转时，由于砂轮直径增大，惯量增大，砂轮主轴启动的电流增大。

当砂轮护罩关闭时，解禁砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和直线轴进给，启动加工程序，当砂轮主轴旋转时，如更换新的砂轮，砂轮主轴由于砂轮惯量原因，砂轮主轴的启动电流值增大。如没有更换砂轮，砂轮主轴由于砂轮惯量原因，启动电流值在第二阈值之下，判定没有更换砂轮，砂轮主轴停止旋转，***报警，禁止砂轮主轴旋转和工件主轴旋转，禁止所有直线轴执行自动程序。

优选的，数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值，包括以下步骤：

步骤21、数控***实时获取激光测量***获取的工件半径；

步骤22、每经过设定的加工时间T后，数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值；工件单位时间内的磨削量的计算公式为：

其中，F为砂轮单位时间内的磨削量；R1为设定的加工时间中，第一时刻时的工件直径；R2为设定的加工时间中，最后一时刻时的工件直径；T为设定的加工时间，T为根据经验设定。

具体而言，设加工时间T的时间段为[t₁，t₂]，R1-R2＝t₁时刻的工件直径减t₂时刻的工件直径。

优选的，砂轮修整包括以下步骤：

步骤23、数控***实时获取滚轮中心的位置u_实际位置；

步骤24、数控***控制滚轮向砂轮移动，并实时计算滚轮中心和砂轮中心之间的距离，滚轮中心和砂轮中心之间的距离的计算公式为：

U_相对位置＝R3+R4+(u_实际位置-u1) (2)

其中，U_相对位置为滚轮中心和砂轮中心之间的距离；R3为砂轮半径；R4为滚轮半径；滚轮半径R4和砂轮半径R1均为已知尺寸；

若滚轮中心和砂轮中心之间的距离U_相对位置等于滚轮半径R4和砂轮半径R1之和，则判断滚轮与砂轮为接触状态，进行下一步骤；

否则，数控***继续控制滚轮继续向砂轮移动，直至滚轮中心和砂轮中心之间的距离等于滚轮半径和砂轮半径之和；

步骤25、数控***控制滚轮对砂轮进行修整，数控***实时获取砂轮半径，直至砂轮半径符合第二设定值，所述第二设定值为根据经验设定。

具体而言，本实施例以两个砂轮，一个滚轮为例，如图2所示，砂轮修整进给轴的位置(U/C轴)：

在G54坐标系中，U轴显示砂轮S2和修整S4中心线之间的距离，C轴显示砂轮S3和修整S5中心线之间的距离。当修整器与砂轮的最大外径接触时，两轴线之间的距离等于半径之和。当U/C轴显示小于最小砂轮半径和滚轮半径之和时，即U/C轴显示小于335mm时，需要更换砂轮。滚轮半径为已知尺寸R4，且不考虑磨损，根据以下步骤进行设置：

1、保证前期已经准确安装金刚滚轮。

2、移动U轴，朝向砂轮方向前进，直到两者在最大外径位置接触，记录U轴在机床坐标系中的位置u1。

3、移动C轴，朝向砂轮方向前进，直到两者在最大外径位置接触，记录C轴在机床坐标系中的位置c1。

4、算出U/C轴的相对位置U/C，并输入到数控***内。

U相对位置U＝R3+R4+(u实际位置-u1) (1)

C相对位置C＝R3+R4+(c实际位置-u2) (2)

优选的，步骤25中砂轮修整方式包括：单次点动修整、边修整边加工，在进行砂轮修整时，根据经验选择砂轮修整方式；

砂轮修整方式，包括：

1)单次点动修整：

砂轮进行修整时，砂轮停止加工，直线轴根据设定的速度，滚轮根据设定的转速，朝向砂轮移动并修整；修整完成后，滚轮退回零位，砂轮开始进行加工；

2)边修整边加工：

砂轮进行修整时，砂轮不停止加工，实时修整砂轮，砂轮进给轴根据砂轮半径的缩小值进行实时补偿。

有益效果：

本发明通过根据轮中心和砂轮中心之间的距离、滚轮半径和砂轮半径之和，实时计算砂轮半径，减少修整时由于修整程度不够或修整过度，而造成的砂轮损失和时间损失。本发明通过对砂轮的半径进行检测，实现了砂轮更换报警，并且通过监测砂轮重力，实现在没有砂轮时，自动停止机器运转，保证了更换砂轮人员的安全；同时，对砂轮保护罩的状态进行检测，当砂轮保护罩为开启状态时，不进行工作，防止了由于工作人员的疏忽，引发的安全问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种砂轮修整及砂轮更换方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、数控***检测砂轮半径，判断砂轮半径是否小于设定阈值；若是，则进行砂轮更换，在砂轮更换完成后，重复上述步骤；若否，则进行下一步骤；所述设定阈值为根据经验设定；

步骤2、数控***启动砂轮，砂轮对工件进行磨削加工；数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值，若是，则停止磨削加工并进行砂轮修整，在砂轮修整完成后，砂轮继续对工件进行磨削加工；若否，则砂轮继续对工件进行磨削加工；所述第一设定值根据经验设定。

2.根据权利要求1所述的一种砂轮修整及砂轮更换方法，其特征在于，砂轮更换包括以下步骤：

步骤11、打开砂轮护罩上的机械门锁，触发电子开关，电子开关向数控***发送触发信号；

步骤12、数控***接收到所述触发信号后，数控***禁止砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和所有直线轴进给，然后更换砂轮；

步骤13、进行砂轮更换后，关闭机械门锁，解除电子开关的触发，电子开关向数控***发送解除触发信号，数控***解除对砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和直线轴进给的禁止。

3.根据权利要求2所述的一种砂轮修整及砂轮更换方法，其特征在于，所述步骤13中数控***解除对砂轮主轴旋转、工件主轴旋转和直线轴进给的禁止，基于以下处理策略：

数控***首先解除砂轮主轴旋转的禁止并启动所述砂轮主轴，获取所述砂轮主轴的启动电流值，并判断所述启动电流值是否大于第二阈值，若是，数控***则解除对工件主轴旋转和所有直线轴进给的禁止；若否，数控***再次禁止砂轮主轴旋转，并发出报警；所述第二阈值根据经验设定。

4.根据权利要求1所述的一种砂轮修整及砂轮更换方法，其特征在于，数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值，包括以下步骤：

步骤21、数控***实时获取激光测量***获取的工件半径；

步骤22、每经过设定的加工时间T后，数控***判断工件单位时间内磨削量是否小于第一设定值；工件单位时间内的磨削量的计算公式为：

其中，F为砂轮单位时间内的磨削量；R1为设定的加工时间中，第一时刻时的工件直径；R2为设定的加工时间中，最后一时刻时的工件直径；T为设定的加工时间，T为根据经验设定。

5.根据权利要求1所述的一种砂轮修整及砂轮更换方法，其特征在于，砂轮修整包括以下步骤：

步骤23、数控***实时获取滚轮中心的位置u_实际位置；

步骤24、数控***控制滚轮向砂轮移动，并实时计算滚轮中心和砂轮中心之间的距离，滚轮中心和砂轮中心之间的距离的计算公式为：

U_相对位置＝R3+R4+(u_实际位置-u1) (2)

其中，U_相对位置为滚轮中心和砂轮中心之间的距离；R3为砂轮半径；R4为滚轮半径；滚轮半径R4和砂轮半径R1均为已知尺寸；

若滚轮中心和砂轮中心之间的距离U_相对位置等于滚轮半径R4和砂轮半径R1之和，则判断滚轮与砂轮为接触状态，进行下一步骤；

否则，数控***继续控制滚轮继续向砂轮移动，直至滚轮中心和砂轮中心之间的距离等于滚轮半径和砂轮半径之和；

步骤25、数控***控制滚轮对砂轮进行修整，数控***实时获取砂轮半径，直至砂轮半径符合第二设定值，所述第二设定值为根据经验设定。

6.根据权利要求5所述的一种砂轮修整及砂轮更换方法，其特征在于，步骤25中砂轮修整方式包括：单次点动修整、边修整边加工，在进行砂轮修整时，根据经验选择砂轮修整方式；

所述砂轮修整方式，包括：

1)单次点动修整：

砂轮进行修整时，砂轮停止加工，直线轴根据设定的速度，滚轮根据设定的转速，朝向砂轮移动并修整；修整完成后，滚轮退回零位，砂轮开始进行加工；

2)边修整边加工：

砂轮进行修整时，砂轮不停止加工，实时修整砂轮，砂轮进给轴根据砂轮半径的缩小值进行实时补偿。

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