CN104108068A - 激光砂轮修整器及安装了该激光砂轮修整器的磨床 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光砂轮修整器及安装了该激光砂轮修整器的磨床，修整器包括：机架，机架上安装有激光发射器，激光发射器射出的光束通过聚焦镜、焦点调节块的中心孔打到磨床的砂轮的表面，聚焦镜和焦点调节块安装在镜座上，镜座内形成密闭的空腔，该空腔设有气测入口，该焦点调节块的中心孔用于气测出口，气测入口通过软管路经气电传感器连接到稳压气源，气电传感器的电信号输入到控制器，控制器的输出端连接到磨床控制中心，磨床控制中心能驱动转动的砂轮移动，还设置有能驱动焦点调节块移动的升降器，该升降器也由控制器控制，最后，能沿着砂轮的表面扫描。本发明具有安装使用方便、安全低功耗、工作效率高、修整质量好的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种砂轮修整器及相关的磨床，所说的砂轮修整器尤其是涉及用激光来修复砂轮的修整器。
背景技术
现有技术中，当磨床在磨削过程中产生表面钝化时，通常用金刚石笔来修整砂轮的平整度和粗细度。通常，金刚石聚脂砂轮与陶瓷砂轮只能用油石横臂修整器来修复砂轮，恢复砂轮表面平整度和锋利度，但难度很高。需用较长的时间来反复的修整才能使用。
发明内容
本发明根据以上不足，提供了一种激光砂轮修整器。当砂轮表面产生钝化、砂轮中的金刚石和粘合剂产生饱和时，通过本发明进行修整，砂轮表面的粘合物能在高温下熔化，从而留下金刚石的锋利部位，激光修整对金刚石有一定的保护作用。
本发明的技术方案是：
一种激光砂轮修整器，包括：机架，机架上安装有激光发射器，激光发射器射出的光束通过聚焦镜、焦点调节块的中心孔打到磨床的砂轮的表面，聚焦镜和焦点调节块安装在镜座上，镜座内形成密闭的空腔，该空腔设有气测入口，该焦点调节块的中心孔用于气测出口，气测入口通过软管路经气电传感器连接到稳压气源，气电传感器的电信号输入到控制器，控制器的输出端连接到磨床控制中心，磨床控制中心能驱动转动的砂轮移动，还设置有能驱动焦点调节块移动的升降器，该升降器也由控制器控制，通过控制器的参数设置，能使气测出口与砂轮的表面保持一预定的距离且能使气测出口沿着砂轮的表面扫描。
需要说明的是，本发明主要由三部分关键技术组成，第一部分是激光修整技术，第二是机械定位技术，第三是气测控制机械定位技术，我们知道普通的机械定位技术，要做到高精度，难度很大，而通过气测控制机械定位技术，能使控制精度达到微米级，显然，控制精度越高，砂轮修整的质量越好，激光的发射功率越小，激光发射器的成本越低，具体的气测技术可查阅公开的中国专利：气测头的调节器 ，申请号 201310290127.7 ，超薄形气测头及其加工方法，申请号201310290203.4 ，高平行度工件的磨削加工设备及其控制方法 ，申请号 201310309693.8。
控制器由模数转换电路、程序控制部分、显示系统、信息输入系统等组成，可以选用PLC作为主控制单元。
气电传感器电信号经模数转换电路输入到程序控制部分，信息输入系统采集人工设置的指令并输入到程序控制部分，程序控制部分最后输出控制信号到磨床控制中心，由磨床控制中心发出砂轮移动的信号，整个控制过程均由显示系统进行显示，显然，控制器也能控制焦点调节块的动作，由显示系统进行显示。
进一步地，所述砂轮的表面是指砂轮的圆周面，在所述控制器的控制下，升降器动作，所述焦点调节块移动到接近砂轮的圆周面，接着，磨床控制中心驱动转动的砂轮轴向移动，执行对砂轮的圆周面的扫描。
进一步地，所述砂轮的表面是指砂轮的端面，在所述控制器的控制下，升降器动作，所述焦点调节块移动到接近砂轮的端面，接着，磨床控制中心驱动转动的砂轮径向移动，执行对砂轮的端面的扫描。
进一步地，还包括下反射镜，该下反射镜与所述的聚焦镜呈45度角，所述的焦点调节块与聚焦镜呈90度角，所述激光发射器射出的光束经聚焦镜、下反射镜以及焦点调节块到所述转动的砂轮的端面，在所述控制器的控制下，所述磨床控制中心驱动砂轮轴向移动到接近砂轮的端面，接着，升降器动作，执行对砂轮的圆周面的扫描。
进一步地，还包括上反射镜，该上反射镜与所述聚焦镜呈45度角，所述激光发射器垂直于聚焦镜设置，激光发射器射出的光束经上反射镜、聚焦镜、下反射镜以及焦点调节块的中心孔到所述磨床的砂轮的端面。
所述升降器的方案有多种，作为方案之一，包括伺服电机，伺服电机经涡轮蜗杆箱固定在所述机架上，涡轮蜗杆箱上安装有跟随伺服电机转动的丝杆，涡轮蜗杆箱上还安装有螺纹杆和能转动但不能轴向移动的涡轮，螺纹杆具有轴向槽且与涡轮以螺纹方式连接，涡轮蜗杆箱上设有控制螺纹杆仅能轴向移动的定位键，伺服电机转动经丝杆带动涡轮转动，最后带动螺纹杆轴向移动，所述的聚焦镜、下反射镜和焦点调节块安装在镜座上，镜座上固定有内套管，上反射镜和下反射镜之间安装有外套管，该外套管与机架固定，外套管套在内套管外，镜座与螺纹杆固定且随着螺纹杆能轴向移动，伺服电机连接到所述的控制器。
本发明能应用在单砂轮的磨床上，本发明还能应用在双砂轮的磨床上，所述聚焦镜、下反射镜、焦点调节块、内套管和外套管设有两套且左右镜像安装，聚焦镜、下反射镜、焦点调节块、内套管安装在同一所述的下反射镜座上，所述上反射镜也设置有两块，其中一块为半透明的前反射镜，另一块为后反射镜，激光发射器射出的光束先经前反射镜再到后反射镜，两个气测入口通过软管路经各自的气电传感器连接到所述的稳压气源，气电传感器的电信号分别输入到所述控制器的两个输入端，控制器的两个输出端分别连接到所述磨床控制中心，由磨床控制中心分别驱动两个砂轮轴向移动。
作为优选，所述焦点调节块的反射角A为30-60度。
一种磨床，包括磨床本体，还包括所述的一种激光砂轮修整器。
本发明具有结构合理、成本低、安装使用方便、安全低功耗、工作效率高、修整质量好的有益效果。
附图说明
图1为本发明用于砂轮的圆周面的整体结构示意图。
图2为本发明用于砂轮的端面的整体结构示意图。
图3为本发明用于双砂轮的端面的整体结构示意图。
图4为本发明升降器结构示意图。
图5为本发明涡轮蜗杆箱内部结构示意图。
图6为本发明涡轮蜗杆箱相关结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明作进一步的说明：
一种激光砂轮修整器，包括：机架8，机架8上安装有激光发射器1，激光发射器1射出的光束通过聚焦镜3、焦点调节块6的中心孔打到磨床的砂轮5的表面，聚焦镜3和焦点调节块6安装在镜座93上，镜座93内形成密闭的空腔，该空腔设有气测入口7，该焦点调节块6的中心孔用于气测出口，气测入口7通过软管路经气电传感器连接到稳压气源，气电传感器的电信号输入到控制器，控制器的输出端连接到磨床控制中心，磨床控制中心能驱动转动的砂轮5移动，还设置有能驱动焦点调节块6移动的升降器，该升降器也由控制器控制，通过控制器的参数设置，能使气测出口与砂轮5的表面保持一预定的距离且能使气测出口沿着砂轮5的表面扫描。
下面是具体的实施例：
如图1所示，砂轮5的表面是指砂轮5的圆周面，在控制器的控制下，升降器动作，焦点调节块6移动到接近砂轮5的圆周面，接着，磨床控制中心驱动转动的砂轮5轴向移动，执行对砂轮5的圆周面的扫描。
如图2所示，砂轮5的表面是指砂轮5的端面，在控制器的控制下，升降器动作，焦点调节块6移动到接近砂轮5的端面，接着，磨床控制中心驱动转动的砂轮5径向移动，执行对砂轮5的端面的扫描。
如图3所示，还包括下反射镜4，该下反射镜4与聚焦镜3呈45度角，焦点调节块6与聚焦镜3呈90度角，激光发射器1射出的光束经聚焦镜3、下反射镜4以及焦点调节块6到转动的砂轮5的端面，在控制器的控制下，磨床控制中心驱动砂轮5轴向移动到接近砂轮5的端面，接着，升降器动作，执行对砂轮5的圆周面的扫描。需要说明的是，图中，上反射镜2省略，该位置安装激光发射器1（即如图1的上部分结构），对称的左右两套结构仅省略一套。进一步地，还包括上反射镜2，该上反射镜2与聚焦镜3呈45度角，激光发射器1垂直于聚焦镜3设置（即图3中水平安装），激光发射器1射出的光束经上反射镜2、聚焦镜3、下反射镜4以及焦点调节块6的中心孔到磨床的砂轮5的端面，即对称的左右两套结构省略一套。
如图4、5和6所示，上述实施例中的升降器包括伺服电机91，伺服电机91经涡轮蜗杆箱95固定在机架8上，涡轮蜗杆箱95上安装有跟随伺服电机91转动的丝杆94，涡轮蜗杆箱95上还安装有螺纹杆92和能转动但不能轴向移动的涡轮97，螺纹杆92具有轴向槽921且与涡轮97以螺纹方式连接，涡轮蜗杆箱95上设有控制螺纹杆92仅能轴向移动的定位键951，伺服电机91转动经丝杆94带动涡轮97转动，最后带动螺纹杆92轴向移动，聚焦镜3、下反射镜4和焦点调节块6安装在镜座93上，镜座93上固定有内套管90，上反射镜2和下反射镜4之间安装有外套管10，该外套管10与机架8固定，外套管10套在内套管90外，镜座93与螺纹杆92固定且随着螺纹杆92能轴向移动，伺服电机91连接到控制器。
如图3所示，聚焦镜3、下反射镜4、焦点调节块6、内套管90和外套管10设有两套且左右镜像安装，聚焦镜3、下反射镜4、焦点调节块6、内套管90安装在同一下反射镜座93上，上反射镜2也设置有两块，其中一块为半透明的前反射镜，另一块为后反射镜，激光发射器射出的光束先经前反射镜再到后反射镜，两个气测入口7通过软管路经各自的气电传感器连接到稳压气源，气电传感器的电信号分别输入到控制器的两个输入端，控制器的两个输出端分别连接到所述磨床控制中心，由磨床控制中心分别驱动两个砂轮5轴向移动。参考图1，该方案也可以用于双砂轮的双圆周面的修整。
焦点调节块6的反射角A为30-60度。
一种磨床，包括磨床本体，还包括上述一种激光砂轮修整器。
Claims (10)
1.一种激光砂轮修整器，其特征是，包括：机架（8），机架（8）上安装有激光发射器（1），激光发射器（1）射出的光束通过聚焦镜（3）、焦点调节块（6）的中心孔打到磨床的砂轮（5）的表面，聚焦镜（3）和焦点调节块（6）安装在镜座（93）上，镜座（93）内形成密闭的空腔，该空腔设有气测入口（7），该焦点调节块（6）的中心孔用于气测出口，气测入口（7）通过软管路经气电传感器连接到稳压气源，气电传感器的电信号输入到控制器，控制器的输出端连接到磨床控制中心，磨床控制中心能驱动转动的砂轮（5）移动，还设置有能驱动焦点调节块（6）移动的升降器，该升降器也由控制器控制，通过控制器的参数设置，能使气测出口与砂轮（5）的表面保持一预定的距离且能使气测出口沿着砂轮（5）的表面扫描。
2.如权利要求1所述的一种激光砂轮修整器，其特征是，所述砂轮（5）的表面是指砂轮（5）的圆周面，在所述控制器的控制下，升降器动作，所述焦点调节块（6）移动到接近砂轮（5）的圆周面，接着，磨床控制中心驱动转动的砂轮（5）轴向移动，执行对砂轮（5）的圆周面的扫描。
3.如权利要求1所述的一种激光砂轮修整器，其特征是，所述砂轮（5）的表面是指砂轮（5）的端面，在所述控制器的控制下，升降器动作，所述焦点调节块（6）移动到接近砂轮（5）的端面，接着，磨床控制中心驱动转动的砂轮（5）径向移动，执行对砂轮（5）的端面的扫描。
4.如权利要求1所述的一种激光砂轮修整器，其特征是，还包括下反射镜（4），该下反射镜（4）与所述的聚焦镜（3）呈45度角，所述的焦点调节块（6）与聚焦镜（3）呈90度角，所述激光发射器（1）射出的光束经聚焦镜（3）、下反射镜（4）以及焦点调节块（6）到所述转动的砂轮（5）的端面，在所述控制器的控制下，所述磨床控制中心驱动砂轮（5）轴向移动到接近砂轮（5）的端面，接着，升降器动作，执行对砂轮（5）的圆周面的扫描。
5.如权利要求4所述的一种激光砂轮修整器，其特征是，还包括上反射镜（2），该上反射镜（2）与所述聚焦镜（3）呈45度角，所述激光发射器（1）垂直于聚焦镜（3）设置，激光发射器（1）射出的光束经上反射镜（2）、聚焦镜（3）、下反射镜（4）以及焦点调节块（6）的中心孔到所述磨床的砂轮（5）的端面。
6.如权利要求1、2或3所述的一种激光砂轮修整器，其特征是，所述升降器包括伺服电机（91），伺服电机（91）经涡轮蜗杆箱（95）固定在所述机架（8）上，涡轮蜗杆箱（95）上安装有跟随伺服电机（91）转动的丝杆（94），涡轮蜗杆箱（95）上还安装有螺纹杆（92）和能转动但不能轴向移动的涡轮（97），螺纹杆（92）具有轴向槽（921）且与涡轮（97）以螺纹方式连接，涡轮蜗杆箱（95）上设有控制螺纹杆（92）仅能轴向移动的定位键（951），伺服电机（91）转动经丝杆（94）带动涡轮（97）转动，最后带动螺纹杆（92）轴向移动，所述的聚焦镜（3）、下反射镜（4）和焦点调节块（6）安装在镜座（93）上，镜座（93）上固定有内套管（90），上反射镜（2）和下反射镜（4）之间安装有外套管（10），该外套管（10）与机架（8）固定，外套管（10）套在内套管（90）外，镜座（93）与螺纹杆（92）固定且随着螺纹杆（92）能轴向移动，伺服电机（91）连接到所述的控制器。
7.如权利要求5所述的一种激光砂轮修整器，其特征是，所述升降器包括伺服电机（91），伺服电机（91）经涡轮蜗杆箱（95）固定在所述机架（8）上，涡轮蜗杆箱（95）上安装有跟随伺服电机（91）转动的丝杆（94），涡轮蜗杆箱（95）上还安装有螺纹杆（92）和能转动但不能轴向移动的涡轮（97），螺纹杆（92）具有轴向槽（921）且与涡轮（97）以螺纹方式连接，涡轮蜗杆箱（95）上设有控制螺纹杆（92）仅能轴向移动的定位键（951），伺服电机（91）转动经丝杆（94）带动涡轮（97）转动，最后带动螺纹杆（92）轴向移动，所述的聚焦镜（3）、下反射镜（4）和焦点调节块（6）安装在下反射镜座（93）上，下反射镜座（93）上固定有内套管（90），上反射镜（2）和下反射镜（4）之间安装有外套管（10），该外套管（10）与机架（8）固定，外套管（10）套在内套管（90）外，下反射镜座（93）与螺纹杆（92）固定且随着螺纹杆（92）能轴向移动，伺服电机（91）连接到所述的控制器。
8.如权利要求7所述的一种激光砂轮修整器，其特征是，所述聚焦镜（3）、下反射镜（4）、焦点调节块（6）、内套管（90）和外套管（10）设有两套且左右镜像安装，聚焦镜（3）、下反射镜（4）、焦点调节块（6）、内套管（90）安装在同一所述的下反射镜座（93）上，所述上反射镜（2）也设置有两块，其中一块为半透明的前反射镜，另一块为后反射镜，激光发射器射出的光束先经前反射镜再到后反射镜，两个气测入口（7）通过软管路经各自的气电传感器连接到所述的稳压气源，气电传感器的电信号分别输入到所述控制器的两个输入端，控制器的两个输出端分别连接到所述磨床控制中心，由磨床控制中心分别驱动两个砂轮（5）轴向移动。
9.如权利要求1、2、3、4、5、7或8所述的一种激光砂轮修整器，其特征是，所述焦点调节块（6）的反射角A为30-60度。
10.一种磨床，包括磨床本体，其特征是，还包括如权利要求1-9任一项所述的一种激光砂轮修整器。
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Granted publication date: 20170222 Termination date: 20190721 |
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