CN101733705B - 砂轮磨损自动检测及补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砂轮磨损自动检测及补偿方法，涉及砂轮磨削加工方法技术领域，采用砂轮修正器对磨削后的砂轮自动修正循环，采用砂轮直径检测器对加工中的砂轮直径进行在线检测、检测后获得的砂轮直径数据传送至数控系统，数控系统将砂轮直径数据与原始砂轮直径数据相比，获得砂轮磨损量和砂轮修正量，数控系统控制机床的进刀量从而实现砂轮的自动补偿。采用本发明，在精密模具磨削加工时，磨削轮廓精度得到有效保证，效率高、实现了精密模具磨削加工的磨削过程自动化、数据化控制；并且能对淬火后具有任意曲线的平面图形样板，模具的型腔和冲头等复杂零件进行自动化、数据化磨削加工。
Description
技术领域
本发明涉及砂轮磨削加工方法技术领域，尤其涉及一种适用于磨削设备中的砂轮磨损自动检测及补充方法。
背景技术
在数控成型磨床加工中，工件的成型直接依赖于砂轮的形状，当砂轮磨损后，应及时对砂轮磨损情况进行检测并作出补偿，否则将造成加工误差。目前砂轮磨损后由于缺乏自动检测技术，一般采用工件离线测量，根据测量结果控制砂轮的补偿，这种补偿方法存在两个问题：一是工件拆装会造成多次定位影响工件的定位精度，从而影响加工精度，并使加工时间过长；另一方面由于没有进行检测，因而难以准确掌握砂轮补偿的时间，只能凭经验确定何时砂轮应该进行补偿。
公开号为CN101434054A，公开日为2009年5月20日的中国专利文献公开了一种实现砂轮误差补偿的加工方法，技术方案为确定杯状砂轮修整器作为对砂轮进行修形的加工工具，用杯状砂轮修整器对金刚石圆弧砂轮进行在线修整；对砂轮修整系统进行设计；利用砂轮修整系统对砂轮进行在线测量；用半径约束原始数据滤波、半径最小二乘法拟合的方法处理测量所得的数据，得出补偿控制点；编程并生成NC程序，控制加工设备的运行，完成砂轮误差的加工补偿。
又如授权公开号为CN 1186170C，授权公告日为2005年1月26日的中国专利文献公开了一种成型磨削砂轮在线修整方法，通过一个数控磨床砂轮修正器对工件的在线测量及数据处理，判别砂轮的工作状态，并确定砂轮的修整曲线，自动生成修整程序，其步骤为：机床控制成型砂轮在X方向运动，实现齿轮的成型磨削；完成磨削后，砂轮离开齿轮，将测头移至齿轮测量位置，放入齿轮齿隙，使测头与齿面在基圆附近接触；通过X轴(纵向)伺服电机和Z轴(上下方向)伺服电机的插补运动控制测量头沿着理想渐开线轨迹运动，测得数据；对齿轮齿形误差评定；根据齿形误差评定结果，控制金刚石滚轮进行砂轮修整。用该发明的成型磨削砂轮在线修整方法，减少了无效加工时间，提高了磨削精度。
但上述技术方案比较复杂，尤其是数控坐标磨床在精密模具磨削加工时，磨削轮廓精度不能保证，效率低、无法实现精密模具磨削加工的磨削过程自动化、数据化控制。并且不能对淬火后具有任意曲线的平面图形样板，模具的型腔和冲头等复杂零件进行自动化、数据化磨削加工。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种适用于磨削加工中砂轮磨损自动检测及补偿方法，采用本发明，在精密模具磨削加工时，磨削轮廓精度得到有效保证，效率高、实现了精密模具磨削加工的磨削过程自动化、数据化控制；并且能对淬火后具有任意曲线的平面图形样板，模具的型腔和冲头等复杂零件进行自动化、数据化磨削加工。
本方法是通过采用下述技术方案实现的：
一种砂轮磨损自动检测及补偿方法，其特征在于：采用砂轮修正器对磨削后的砂轮自动修正循环，采用砂轮直径检测器对加工中的砂轮直径进行在线检测、检测后获得的砂轮直径数据传送至数控系统，数控系统将砂轮直径数据与原始砂轮直径数据相比，获得砂轮磨损量和砂轮修正量(砂轮磨损量和砂轮修正量的一致性与测微计及机床精度有关)，数控系统控制机床的进刀量(U轴进给)从而实现砂轮的自动补偿。
所述砂轮直径检测器为光学测微计。(光学测微计是市面上买得到的设备)
所述机床为数控坐标磨床。
本方法的具体工作流程的操作步骤为：
一、第一次安装砂轮修正器、砂轮直径检测器时：
第一步：机床各坐标回零；
第二步：调整砂轮修正器坐标；
第三步：调整砂轮直径检测器坐标；
第四步：调用加工程序自动磨削；
第五步：计算自动磨削循环次数；
第六步：磨削循环次数到达，调用砂轮修正程序自动修正砂轮；
第七步：砂轮自动修正完成，砂轮直径自动检测及补偿；
第八步：重复第四步至第七步直至完成精加工
二、对已安装好砂轮修正器、砂轮直径检测器时：
第一步：机床各坐标回零；
第二步：调用加工程序自动磨削；
第三步：计算自动磨削循环次数；
第四步：磨削循环次数到达，调用砂轮修正程序自动修正砂轮；
第五步：砂轮自动修正完成，砂轮直径自动检测及补偿；
第六步：重复第二步至第五步直至完成精加工。
本方法的技术效果表现在：
由于本发明采用“砂轮直径检测器加工中的砂轮直径进行在线检测、检测后获得的砂轮直径数据传送至数控系统，数控系统将砂轮直径数据与原始砂轮直径数据相比，获得砂轮磨损量和砂轮修正量，根据砂轮磨损量和砂轮修正量，数控系统控制机床的U轴进刀量从而实现砂轮的自动补偿”这样的技术方案，与现有技术相比，在精密模具磨削加工时，磨削轮廓精度得到有效保证，效率高、实现了精密模具磨削加工的磨削过程自动化、数据化控制；并且能对淬火后具有任意曲线的平面图形样板，模具的型腔和冲头等复杂零件进行自动化、数据化磨削加工。本发明尤其适用于精密模具磨削加工用数控坐标磨床。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的光学测微计原理示意图
图2为自动砂轮修正循环及自动磨削循环流程图
图中标记：
1、显示器相机，2、接收器，3、光束分光器，4、远心光学系统，5、砂轮，6、标准镜，7、特别散射器件，8、发射器。
具体实施方式
实施例1
一种砂轮磨损自动检测及补偿方法，其特征在于：采用砂轮修正器对磨削后的砂轮自动修正循环，采用砂轮直径检测器对加工中的砂轮直径进行在线检测、检测后获得的砂轮直径数据传送至数控系统，数控系统将砂轮直径数据与原始砂轮直径数据相比，获得砂轮磨损量和砂轮修正量(砂轮磨损量和砂轮修正量的一致性与测微计及机床精度有关)，数控系统控制机床的进刀量(U轴进给)从而实现砂轮的自动补偿。砂轮修正器和砂轮直径监测器为市面上的常见设备。
所述机床为数控坐标磨床。在磨削过程中自动读取U轴进刀起点坐标、C轴法向自动跟踪角；以便砂轮修正后确保磨削坐标正确无误。
实施例2
在实施例1的基础上，所述砂轮直径检测器为光学测微计。(光学测微计是市面上买得到的设备)砂轮直径检测器不仅用于砂轮直径的检测还用于数控坐标磨床行星磨削半径的检测和补偿控制。砂轮直径检测器不仅用于砂轮直径的检测还用于数控坐标磨床连续轨迹磨削砂轮切削沿与C轴回转中心重合的检测和补偿控制。砂轮直径检测器不仅用于砂轮直径的检测还用于数控坐标磨床磨削主轴热漂移的检测和补偿控制。根据自动砂轮修正循环及自动磨削循环流程图，利用数控系统的高级语言编程功能及其指令编制了参数程序，从而实现数控坐标磨床及磨削中心磨削过程自动化、数据化控制。程序如下：
砂轮测量子程序(MEA_S)：
PROC MEA_S SAVE
UEF REAL GW_D
M12 //测头防护罩打开
GETD(AX3)
GETD(AX6)
G90 G53 G01 X＝MEA_POSX Y＝MEA_POSY F1500
W＝MEA_POSW C＝MEA_POSC
Z＝MEA_POSZ U＝MEA_POSU
G4 F4
＄A_OUT[5]＝1 //砂轮直径输入转换开始
STOPRE
G90 G01 Z175 F3000
＄A_OUT[5]＝0 //砂轮直径输入转换结束
STOPRE
G4 F2
M13 //测头防护罩关闭
GW_D＝ROUND(R105*10000)
GW_FD＝GW_D/10000
IF ABS(GW_FD-GW_CD)＞＝1 GOTOF ALARM1
GOTOF FFF
ALARM1:MSG(″GRINDING WHEEL DIAMETER SETTING OUT OF
TOLERANCE″)
STOPRE
FFF:M17
砂轮修整子程序(COR_S)：
PROC COR_S SAVE
DEF INT COR_S_NUM
M10 //砂轮修正器电机起动
GETD(AX3)
GETD(AX6)
G90 G01 Z175 F3000
COR_S_NUM＝0
G90 G53 G01 X＝COR_POSX Y＝COR_POSY F1500
W＝COR_POSW C＝COR_POSC
Z＝COR_POSZ U＝COR_POSU
G90 G01 U＝COR_POSU+0.01 F50
BBB:IF COR_S_NUM＝＝3 GOTOF AAA
G90 G01 G64 Z＝COR_POSZ-GW_L-5 F500
Z＝COR_POSZ+5
COR_S_NUM＝COR_S_NUM+1
GOTOB BBB
AAA:G01 Z175 F3000
COR_POSU＝$AA_IM[U]
STOPRE
M11 //砂轮修正器电机停止
M17
本方法的具体工作流程的操作步骤为：
一、第一次安装砂轮修正器、砂轮直径检测器时：
第一步：机床各坐标回零；
第二步：调整砂轮修正器坐标；
第三步：调整砂轮直径检测器坐标；
第四步：调用加工程序自动磨削；
第五步：计算自动磨削循环次数；
第六步：磨削循环次数到达，调用砂轮修正程序自动修正砂轮；
第七步：砂轮自动修正完成，砂轮直径自动检测及补偿；
第八步：重复第四步至第七步直至完成精加工
二、对已安装好砂轮修正器、砂轮直径检测器时：
第一步：机床各坐标回零；
第二步：调用加工程序自动磨削；
第三步：计算自动磨削循环次数；
第四步：磨削循环次数到达，调用砂轮修正程序自动修正砂轮；
第五步：砂轮自动修正完成，砂轮直径自动检测及补偿；
第六步：重复第二步至第五步直至完成精加工。
本发明不限于上述实施方式，根据上述实施例的描述，本领域的普通技术人员还可作出一些显而易见的改变，但这些改变均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种砂轮磨损自动检测及补偿方法，其特征在于：采用砂轮修正器对磨削后的砂轮自动修正循环，采用砂轮直径检测器对加工中的砂轮直径进行在线检测、检测后获得的砂轮直径数据传送至数控系统，数控系统将砂轮直径数据与原始砂轮直径数据相比，获得砂轮磨损量和砂轮修正量，数控系统控制机床的进刀量从而实现砂轮的自动补偿；
具体工作流程的操作步骤为：
一、第一次安装砂轮修正器、砂轮直径检测器时：
第一步：机床各坐标回零；
第二步：调整砂轮修正器坐标；
第三步：调整砂轮直径检测器坐标；
第四步：调用加工程序自动磨削；
第五步：计算自动磨削循环次数；
第六步：磨削循环次数到达，调用砂轮修正程序自动修正砂轮；
第七步：砂轮自动修正完成，砂轮直径自动检测及补偿；
第八步：重复第四步至第七步直至完成精加工
二、对已安装好砂轮修正器、砂轮直径检测器时：
第一步：机床各坐标回零；
第二步：调用加工程序自动磨削；
第三步：计算自动磨削循环次数；
第四步：磨削循环次数到达，调用砂轮修正程序自动修正砂轮；
第五步：砂轮自动修正完成，砂轮直径自动检测及补偿；
第六步：重复第二步至第五步直至完成精加工。
2.根据权利要求1所述的砂轮磨损自动检测及补偿方法，其特征在于：所述砂轮直径检测器为光学测微计。
3.根据权利要求1所述的砂轮磨损自动检测及补偿方法，其特征在于：所述机床为数控坐标磨床。
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