CN1974132A - 多功能数控砂轮修整装置 - Google Patents

Abstract

多功能数控砂轮修整装置，涉及一种用于修整或调节研磨表面的装置或工具。提供一种可对砂轮进行数控修整，可实现对任意形状砂轮修整的多功能砂轮修整装置。控制***的工控机的运动控制器接IPC，经接口电路接驱动器，驱动器接伺服电机，伺服电机设进给、送进、基座和转角控制4电机，调速器和限位开关接驱动器。修整器设修整砂轮以及转角控制、进给、修整送进和基座传动4机构。基座传动机构设伺服电机、联轴器、丝杠螺母副和导轨，伺服电机接丝杠；进给机构设伺服电机、锥齿轮、丝杆和导轨，伺服电机经锥齿轮换向接丝杠；送进机构设伺服电机、锥齿轮、丝杆和导轨，伺服电机经锥齿轮换向接丝杠；转角控制机构设转角控制伺服电机和锥齿轮。

Description

多功能数控砂轮修整装置

技术领域

本发明涉及一种用于修整或调节研磨表面的装置或工具，尤其是涉及一种采用多功能数控技术对加工砂轮进行修整的设备。

背景技术

非球面的使用日益广泛，高精度非球面的加工成了当前的一个热点问题。用砂轮进行误差补偿磨削加工是加工非球面的常用方法。使用合乎要求的加工砂轮是进行补偿加工的前提，砂轮磨损后，选择理想的砂轮修整方式将直接影响到加工后非球面工件的表面质量。砂轮修整的方法，有如用激光、电解等，但是对于陶瓷CBN砂轮的修整，为了获得理想的砂轮表面形状，主要采用金刚石修整工具，在有些情况下，例如为了获得圆弧或V形等表面，机械式修整是能够采用的唯一方法。但目前的机械式修整***大多功能单一，只能修整特定形状的砂轮。为实现高精度非球面加工中平面、圆弧及球面砂轮等各种形状砂轮的修整，需要开发数控砂轮修整装置，但目前国内数控砂轮修整技术仍处于试验研究阶段。

汕头大学在公开号为CN1428225的发明专利申请中提供一种磨床砂轮修整器，包括修整工具、底座及数控***，底座安装于磨床工作台上，底座上面设有一转盘，数控***控制伺服电机驱动转盘转动，修整工具安装在转盘上，修整工具直接修整砂轮，且其刃口的圆弧圆心落在转盘的转动轴心线上。

华南理工大学在公开号为CN1861323的发明专利申请中提供一种数控成形磨齿砂轮修整器，包括底座、修整轮支承机构、动力传递机构，设有一修整轮调整机构，修整轮调整机构由调整平台、导向滑块和芯棒构成；导向滑块一端成对夹住调整平台，另一端分别通过与其相配的底座上的滑槽安装在底座上，芯棒安装在底座中央；所述动力传递机构包括弹簧软轴，弹簧软轴和修整轮轴之间为键配合；修整轮通过修整轮支承机构安装于调整平台上。

常州工业技术学院机电研究所在公告号为CN2741719的发明专利申请中提供一种数控内球面磨床砂轮修整装置，包括金刚笔位置调整机构和箱体，还包括直线往复机构、信号检测机构和单点回转机构，直线往复机构由油缸缸体、活塞杆和齿条组成，油缸缸体与箱体固定连接，活塞杆与齿条的后端固定连接，信号检测机构由发信环、两只无触点开关和安装板组成，发信环固定在活塞杆上，无触点开关安装在安装板上，安装板固定在油缸缸体上，单点回转机构由主轴、回转底板和两只齿轮组成，主轴通过轴承可旋转地支承在箱体上，两只齿轮固定安装在主轴上，且均与齿条啮合，回转底板通过轴承支承在箱体上，且回转底板与主轴固定连接，金刚笔位置调整装置支撑在该回转底板上。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的砂轮修整的速度与精度不高，加工品质稳定性较差，生产效率较低等问题，提供一种可以对各种加工砂轮进行数控修整，可以实现对于高精度非球面加工中任意形状砂轮的修整，曲线的修整精度和重复精度高的多功能四轴数控砂轮修整装置。

本发明的技术方案采用3移动轴+1转动轴的四轴配合运动方式。

本发明包括控制***和修整器两部分。

控制***设有工控机、接口电路、电机驱动器、伺服电机、直流调速器和限位开关，工控机的运动控制器***IPC的PCI插槽中，经接口电路与电机驱动器输入端相连，电机驱动器输出端接伺服电机，伺服电机设进给电机(Y轴)、送进电机(Z轴)、基座电机(X轴)和转角控制电机(B轴)，直流调速器和限位开关接电机驱动器。

修整器设有修整砂轮、转角控制机构(B坐标)、进给机构(Y坐标)、修整送进机构(Z坐标)和基座传动机构(X坐标)。基座传动机构(X轴)设有基座交流伺服电机、联轴器、滚珠丝杠螺母副和直线滚动导轨，基座交流伺服电机与滚珠丝杠通过联轴器直接连接，使***结构简单，减少了产生误差的环节；进给机构(Y轴)设有进给伺服电机(Y轴)、锥齿轮、滚珠丝杆和导轨，进给伺服电机(Y轴)经锥齿轮换向连接到滚珠丝杠，并在导轨进行左右运动，其位移量由高精度光栅尺得到；送进机构(Z轴)设有送进伺服电机(Z轴)、锥齿轮、滚珠丝杆和导轨，送进伺服电机(Z轴)经锥齿轮换向连接到滚珠丝杠，并在导轨分别进行上下运动，其位移量由高精度光栅尺得到；转角控制机构(B轴)设有转角控制伺服电机(B轴)和锥齿轮，转角控制伺服电机(B轴)经锥齿轮连到摆动中心，以控制其摆动。修整砂轮接直流调速电机。修整时通过用户界面向工控机输入所需的修整参数，编写G指令程序、进行插补运算等处理后向电机发出控制脉冲驱动电机运动，带动修整器对砂轮进行修整。它具有3移动轴+1转动轴的四轴联动功能，可以在X、Y、Z三个方向上移动和在一个绕X轴回转方向的摆动，因此能精确修整各种曲面的砂轮。

以下给出利用本发明进行砂轮修整的过程。要修整砂轮，首先要调节修整器的修整初始位置，设定修整送进零点，调整修整进给零点，对于对称的修整表面，将修整器的摆动中心调到砂轮的中截面上，操作者根据所需修整的砂轮形状，确定修整砂轮应走的行程长度，将相对于待修整砂轮运动的轨迹进行规划，计算各轴的进给量，选定每段程序所需主轴转速、修整进给量、送进速度和送进量等，根据加工顺序逐段把数据输入微机，***判断是直线插补还是圆弧插补，通过微机数据处理，分别向各轴发送脉冲，驱动电路控制各自的电机运动，然后各轴配合运动，修出所需求的形状。

本发明所提供的砂轮修整功能强大，数控修整及运动控制可满足复杂的修整需要。与现有的砂轮修整器相比，本发明具有如下突出特点：

1.采用DSP控制和高精度的定时器、中断控制技术，多轴控制指令集合在一个中断周期(高达10μS)内完成，大大提高修整速度和精度。

2.用户可采用NC编程编写加工砂轮的数控修整程序，方便快捷。

3.能进行各种形状砂轮的修整，整个***操作简便，编程灵活，柔性强，生产效率高，加工品质稳定。

附图说明：

图1为本发明实施例的结构组成框图。

图2为本发明实施例的修整器的结构简图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明的内容及其应用作进一步的说明。

参见图1，本发明实施例的基本结构主要由控制***部分和修整器部分组成。在图1中，工控机A1通过PCI总线与PCI-1240接口电路A2中的主机通讯接口A21与DSP处理器A22连接，DSP处理器A22通过光电隔离接口A23与控制面板的继电器A24连接，DSP处理器A22通过光电编码器接口A25与伺服电机连接，DSP处理器A22通过脉冲发生器A26分别与X轴电机驱动器A3、Y轴电机驱动器A4、Z轴电机驱动器A5和B轴电机驱动器A6连接，X轴电机驱动器A3、Y轴电机驱动器A4、Z轴电机驱动器A5和B轴电机驱动器A6分别接修整器C。

参见图2，本发明实施例的修整器主要由转角控制机构(B坐标)1，修整送进机构(Z坐标)2，修整器底座3，进给机构(Y坐标)4，基座(X坐标)5。转角控制机构(B坐标)1主要由旋转座、轴承座、内六角螺栓、深沟球轴承、隔套、2个锥齿轮、普通平键、摆动电机座、伺服电机、普通平键和轴用弹性挡圈等部件组成。修整送进机构(Z坐标)2主要由内六角螺栓、线性滑轨、端盖、内六角螺栓、压盖、深沟球轴承、轴用弹性挡圈、滚珠丝杆、内六角螺栓、法兰型螺母、锥齿轮和前后移动电机座等部件组成。进给机构(Y坐标)4主要由压盖、滚珠丝杆、2个锥齿轮、普通平键、伺服电机和左右移动座等部件组成。在图2中，待修整的砂轮的代号为6。

伺服电机可采用上海松浩公司出产的伺服电机。

Claims (1)

1.多功能数控砂轮修整装置，其特征在于包括控制***和修整器两部分，控制***设有工控机、接口电路、电机驱动器、伺服电机、直流调速器和限位开关，工控机的运动控制器接IPC的PCI插槽，经接口电路与电机驱动器输入端相连，电机驱动器输出端接伺服电机，伺服电机设进给电机、送进电机、基座电机和转角控制电机，直流调速器和限位开关接电机驱动器；修整器设有修整砂轮、转角控制机构、进给机构、修整送进机构和基座传动机构，基座传动机构设有基座交流伺服电机、联轴器、滚珠丝杠螺母副和直线滚动导轨，基座交流伺服电机与滚珠丝杠通过联轴器直接连接；进给机构设有进给伺服电机、锥齿轮、滚珠丝杆和导轨，进给伺服电机经锥齿轮换向连接到滚珠丝杠，并在导轨进行左右运动；送进机构设有送进伺服电机、锥齿轮、滚珠丝杆和导轨，送进伺服电机经锥齿轮换向连接到滚珠丝杠，并在导轨分别进行上下运动；转角控制机构设有转角控制伺服电机和锥齿轮，转角控制伺服电机经锥齿轮连到摆动中心。