CN101559577B - 一种可实现磨削力控制的珩磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于管件加工设备领域，特别是涉及一种可实现磨削力控制的珩磨方法，通过控制珩磨头(5)实现对工件切削力进行控制的方法，首先将芯杆(8)与珩磨头磨杆(7)相连的丝杠设置在靠近珩磨头(5)的一侧；然后将计算输入控制单元分别与工件驱动电机(1)、芯杆驱动装置(9)和托载小车(11)相连；由计算输入控制单元先输入切削力，根据测量的初始尺寸、所需的进给量和进给尺寸，在整个磨削过程中对旋转驱动电机(1)输出功率和电流信号、托载小车(11)的输出功率和电流信号以及位置进行采集的情况，经过计算输出信号驱动芯杆驱动装置(9)和托载小车(11)的运动，自动调整进给量和实际需要磨削的部分，当到达目标尺寸后自动停止。本发明的目的在于解决目前的珩磨机不能实现磨削力的自动控制、对非圆管件的校正能力差等方面存在的问题。

Description

一种可实现磨削力控制的珩磨方法

技术领域：本发明属于管件加工设备领域，特别是涉及一种带有自动控制装置的卧式珩磨机及可实现磨削力控制的珩磨方法。 

背景技术：珩磨加工为传统的内孔精加工技术，原多用于管孔切削加工，用此设备以完成提高精度的要求，于上世纪八十年代后，由于毛坯管再经精拔或拔轧的工艺成熟，用精管直接经珩磨加工成较精密的管件成为可能，因此珩磨技术得以广泛应用，珩磨机市场也有了较大需求。 

国内目前生产的珩磨机技术水平，由于转速可调，磨头的转速可调，能够在可调控的恒定压力下自动珩磨。其实现自动控制方面也都是针对磨削的行程、磨削的次数等方面来考虑的，但该机也存在着弊病，即对珩磨头的压力没有实现自动控制的。由于磨削在固定压力下进行，易显“复印效应”，即对校正工件椭圆、锥度能力较差，工件易产生“遗传”缺欠，同时由于在固定压力下工作，即磨削力随之恒定，对于工件磨削力来说是静态的、定性的，而磨削力在珩磨过程中是其关键，因此该相技术尚有改进及提高的空间。 

发明内容：

发明目的：本发明提供一种数控卧式珩磨机及可实现磨削力控制的珩磨方法，其目的在于解决目前的珩磨机不能实现磨削力的自动控制、对非圆管件的校正能力差等方面存在的问题。 

技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的： 

一种数控卧式珩磨机，它主要包括工件驱动电机，与工件驱动电机通过皮带相连的卡盘，珩磨头磨杆，设置在珩磨头磨杆内的芯杆，在珩磨头磨杆的一 端设有芯杆驱动装置，在珩磨头磨杆的另一端设有带砂条的珩磨头，珩磨头磨杆设置在托载小车上，其上设有磨杆驱动装置，其特征在于：芯杆与珩磨头磨杆相连的丝杠设置在靠近珩磨头的一侧；一个计算输入控制单元的信号输入端与工件驱动电机相连，计算输入控制单元的另一信号输入输出端与芯杆驱动装置、托载小车连接。 

计算输入控制单元的信号输入端是连接在工件驱动电机的输出功率和电流信号的端子上。 

芯杆与珩磨头磨杆相连的丝杠设置在距离珩磨头0.05～2.0米的范围内。 

一种如上所述的可实现磨削力控制的珩磨方法，其特征在于：该方法是通过控制珩磨头实现对工件切削力进行控制的方法，首先将芯杆与珩磨头磨杆相连的丝杠设置在靠近珩磨头的一侧；然后将计算输入控制单元分别与工件驱动电机、芯杆驱动装置和托载小车相连；由计算输入控制单元先输入切削力，根据测量的初始尺寸，所需的进给量和进给尺寸，在整个磨削过程中对旋转驱动电机输出功率和电流信号，托载小车的输出功率和电流信号以及位置进行采集的情况，经过计算输出信号驱动芯杆驱动装置和托载小车的运动，自动调整进给量和实际需要磨削的部分，当到达目标尺寸后自动停止。 

本发明的优点及效果： 

1.本珩磨机为机械、前驱式，其目的在于在磨削过程中，不仅效率高，又消除了磨杆及芯杆在磨削中对磨削力(矩)的不利影响，为实现数控自动化提供前题，即磨削力(矩)与砂条进给成线型关系。 

2.本技术在磨削过程中，对磨削力(矩)进行全程、动态、定量监控，经建立数学模型后实现最佳磨削。 

3.本技术在珩磨过程中，全程、动态、定量、准确监控磨削力(矩)，其 自动磨削是在最佳磨削状态下进行，屏幕显现直观、清楚，操作便捷。 

4.通过对砂条进给调控来满足磨削力(矩)要求，从而实现在最佳状态下自动磨削。 

附图说明：图1为本发明的主要结构示意图； 

图2为珩磨头部分的结构示意图。 

具体实施方式：

图中的标注1、工件驱动电机，2、皮带，3、卡盘，4、工件，5、珩磨头，6、砂条，7、珩磨头磨杆，8、芯杆，9、芯杆驱动装置，10、磨杆驱动装置，11、托载小车，12、计算输入控制单元，A、A处位置的丝杠，B、B处位置的丝杠；13、砂条架，14、珩磨头芯。 

珩磨机以工件装卡状态可分为立式和卧式，由于立式珩磨机受空间的局限，磨削较长工件时多用卧式珩磨机。以砂条进给方式分为用液压进给的，称液压进给式珩磨机，以机械进给的称机械进给式珩磨机，一般称为珩磨机，国内已有数控液压珩磨机。如前文所述，对数控机械进给式珩磨机国内尚属空白。 

上述分类为社会所公认，为本申请述叙方便，尚可另样分类，即如图1所示，芯杆8在A处或B处用丝杠与固定在珩磨头磨杆7连接，前者(A)称为后驱式，即芯杆8与珩磨头磨杆7相连的丝杠设置在靠近芯杆驱动装置9的一侧，后者(B)称为前驱式，即芯杆8与珩磨头磨杆7相连的丝杠设置在靠近珩磨头5的一侧。由于装配方便及习惯的原因，卧式珩磨机均采用后驱式。前驱式与后驱式相比较，后驱式有较大弊端，这是因为磨杆与芯杆在珩磨过程中，是受拉力、压力反复作用，即杆件在珩磨的一个节拍中(往返一次)在拉力、压力作用下伸长和弯曲各一次，在这过程中，砂条进给量受到较大影响，特别是在珩磨头磨杆7细长时最严重，珩磨一个节拍，只有往或返一次在工作， 它不仅影响了磨削效率，同时对机械式珩磨机实现数控自动化有着致使性的影响，没有规律可寻。当前驱式的构造设计完成后，经反复测算，磨削力(矩)与砂条的进给量显示成线型关系，这就为实现压力的自动控制成为可能。 

珩磨机的结构原理如图1如示，工件驱动电机1通过皮带2带动主轴、卡盘3，使工件4旋转，磨杆驱动装置10通过托载小车11使珩磨头磨杆7作往复运动，从而实现了珩磨的基本动作要求。砂条6的进给是芯杆8由芯杆驱动装置9的向前推进，并使珩磨头磨杆7与芯杆8作相对运动而使砂条6被顶起，其原理如图2如示，从而完成了整个磨削过程。 

本发明是在现有珩磨机的基本结构上，首先改进了芯杆8与珩磨头磨杆7相连的丝杠设置在靠近珩磨头5的一侧，即前驱式结构，一般丝杠设置在距离珩磨头0.05～2.0米的范围内足够，其可以通过珩磨头磨杆7的整体范围来确定，如珩磨头磨杆7可达12米长时采用最长的设计；然后将一个计算输入控制单元12的信号输入端与工件驱动电机1相连，计算输入控制单元12的另一信号输入输出端与芯杆驱动装置9、托载小车11连接。 

计算输入控制单元12由触摸屏、可编程序控制器、编码器和传感器组成。 

磨削的方法是：由计算输入控制单元12中的触摸屏输入切削力，使用电机的功率和尺寸要求，由计算输入控制单元12中的可编程序控制器根据编码器和传感器测量的初始尺寸，所需的进给量和进给尺寸，在整个磨削过程中根据输入的要求和传感器对旋转驱动电机1输出功率和电流信号，托载小车11的输出功率和电流信号以及位置进行采集的情况，经过计算输出信号驱动芯杆驱动装置9和托载小车11的运动，自动调整进给量和实际需要磨削的部分，当到达目标尺寸后自动停止。 

本发明人以往曾经将计算输入控制单元12的信号输入端只连接在工件驱动电机1的输出电流端子上，用工件驱动电机1的输出电流进行计算被加工工件的磨削力，这种方法会经常出现抱车现象，并且次品率很高，经调整为将计算输入控制单元12与工件驱动电机1的输出功率和电流信号进行检测，计算被加工工件的磨削力，解决了上面出现的问题。 

Claims (1)

1.一种可实现磨削力控制的珩磨方法，其特征在于：该方法是通过控制珩磨头(5)实现对工件切削力进行控制的方法，首先将芯杆(8)与珩磨头磨杆(7)相连的丝杠设置在靠近珩磨头(5)的一侧；然后将计算输入控制单元分别与工件驱动电机(1)、芯杆驱动装置(9)和托载小车(11)相连；由计算输入控制单元先输入切削力，根据测量的初始尺寸、所需的进给量和进给尺寸，在整个磨削过程中对旋转驱动电机(1)输出功率和电流信号、托载小车(11)的输出功率和电流信号以及位置进行采集的情况，经过计算输出信号驱动芯杆驱动装置(9)和托载小车(11)的运动，自动调整进给量和实际需要磨削的部分，当到达目标尺寸后自动停止。

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