CN102059649A - 磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法。磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法，对磨床进给过程的工件或砂轮的进给力进行检测，根据所检测的进给力的值来控制驱动工件或砂轮的驱动机构，以施加给工件或砂轮恒定大小的进给力。本发明将磨床磨削砂轮所受的未知大小径向力，改成施加已知大小径向力办法（控力）或检测砂轮所受径向力办法（测力），实现磨床恒压力磨削，达到提高磨削效率、保证产品精度和保护砂轮的目的。本发明解决了磨床自动化、磨床数控化后加工效果不佳的问题，如果配合使用工件在线测量仪表等装置，可以达到严格按照“粗-精-光”磨削工艺要求和全闭环数控加工的效果。
Description
技术领域
本发明属涉及一种用于对磨床砂轮磨削径向力大小进行监控及方式及实现恒力进给的方法。
背景技术
目前，市场上磨床有普通手工磨床、数控磨床和加入在线测量控制的磨床，现有的这些磨床都没有很好解决砂轮锋钝与进给控制协调一致的问题，都属于强行进给。
磨床砂轮本身的强度和其在高速回转时所产生的应力是砂轮使用安全性的两个关键。
砂轮在制造时已经从三个部分来保证它的强度：基体、粘结层和磨料层。它们的强度大于高速回转时所产生的应力，砂轮就不会破裂，磨料层也不会从基体上剥离。只要用户在砂轮额定线速度范围内使用，砂轮的安全性是可保证的。
而砂轮磨削加工时受力情况，可以分解为：沿半径方向的径向压力和沿旋转的切线方向的磨削力。砂轮锋利时切线方向的磨削力大小，只与砂轮工件接触宽度和每次磨削去除量（进给量）有关；径向压力是由于砂轮抵抗传动链进给产生的，砂轮锋利进多少就磨去多少。当砂轮严重钝化时，机床外部机构施加的进给力很大，导致径向压力很大，此时，切线方向的磨削力与砂轮锋利时状况完全不同，相当于一种动摩擦力，其大小与进给力成正比，所以砂轮所受合力激增，严重时砂轮电机堵转、产品过热变形、砂轮崩裂等。
因此，能够检测施力机构给出的进给力大小，或者能直接控制进给力大小，那么就能把变形控制在一定范围内，就能保护砂轮、控制产品质量，保证产品精度及使用安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够检测进给力大小，或者能够直接控制进给力大小，以保护砂轮、控制产品质量，保证产品精度及使用安全的磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法，对磨床进给过程的工件或砂轮的进给力进行检测，根据所检测的进给力的值来控制驱动工件或砂轮的驱动机构，以施加给工件或砂轮恒定大小的进给力。
所述的进给力的检测是通过在驱动机构上设置力测量传感器来进行检测的。
所述的进给力是磨床砂轮的径向进给力。
本发明将磨床磨削砂轮所受的未知大小径向力，改成施加已知大小径向力办法（控力）或检测砂轮所受径向力办法（测力），实现磨床恒压力磨削，达到保护砂轮、保证产品精度的目的。本发明解决了磨床自动化、磨床数控化后加工效果不佳的问题，如果配合使用工件在线测量仪表等装置，可以达到严格按照“粗-精-光”磨削工艺要求和全闭环数控加工的效果。
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
具体实施方式
本发明所述的磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法，对磨床进给过程的工件或砂轮的进给力进行检测，根据所检测的进给力的值来控制驱动工件或砂轮的驱动机构，以施加给工件或砂轮恒定大小的进给力。所述的进给力的检测是通过在驱动机构上设置力测量传感器来进行检测的。所述的进给力是磨床砂轮的径向进给力。
本发明在磨床工作进给过程检测砂轮芯轴、砂轮座、工件芯轴、工件座等受力情况，磨床包括工具磨床、平面磨床、端面磨床、立式端面磨床、内外圆磨床等等。凡是磨削进给中反馈、判断前进阻力大小的磨床，包括有指针或数字显示阻力大小的手工磨床，和有无指示阻力大小的自动磨床，磨床也包括内外圆、万能、工具、端面等各类通用磨床以及曲轴加工等专用磨床。
本发明可基于恒磨削压力和在线测量两种技术的端面自动磨床改造方案。简单说，就是按“粗-精-光”磨削工艺（光磨又叫无火花磨削），在不同阶段用不同的可调磨削压力，不是强行进给。然后各阶段加工结束靠在线测量尺数据检测，用PLC作为控制单元，完成自动磨削过程。
本发明通过解决磨床进给力大小可测可控的问题，从根本上彻底解决了数控磨床和其它自动磨床加工精度不稳定的重大技术难题。配有工件尺寸在线测量仪器和进给力大小在线测量的数控磨床具有自适应特点，始终高速高效高安全的进行磨削加工。另外，对于小型工具磨床，由于采用齿轮齿条传动，力传感器不好安装，也可采用工件在线测量仪器和直接控制进给力大小结合，伺服电机在此作为恒定进给力的施力者。
本发明突破了当前数控及数控磨床的“强行进给”的磨削方法，成功解决了长期困扰磨床系统的“砂轮锋钝”造成传动机构形变等影响磨削质量和精度的问题。目前，设备在企业已投入使用半年，大大提高了生产效率，取得了良好的应用效果。
本发明已在企业改造一台工具磨床获初步成功，精度可至5um。目前，正准备把一台外圆磨床上采用该技术改造成一台带自动上下料的全自动数控端面磨床，改造思路是主控采用PLC+触摸屏，伺服电机直连滚珠丝杆，伺服电机工作在位置模式。由于是液压悬浮导轨，工件移动平台与导轨摩擦力极小，这样，可以把进给力测量传感器安装在丝母座上，当然也可把测力传感器安装在工件主轴芯轴另一端直接测量。工件在线测量结构控制“粗-精-光”加工过程。
总之，本发明虽然例举了上述优选实施方式，但是应该说明，虽然本领域的技术人员可以进行各种变化和改型，除非这样的变化和改型偏离了本发明的范围，否则都应该包括在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法，其特征在于：对磨床进给过程的工件或砂轮的进给力进行检测，根据所检测的进给力的值来控制驱动工件或砂轮的驱动机构，以施加给工件或砂轮恒定大小的进给力。
2.按照权利要求1所述的磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法，其特征在于：所述的进给力的检测是通过在驱动机构上设置力测量传感器来进行检测的。
3.按照权利要求1或2所述的磨床磨削径向力大小监控方式及恒力进给实现方法，其特征在于：所述的进给力是磨床砂轮的径向进给力。
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