CN105458929B - 一种超精机控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种超精机控制系统，包括电源控制系统和压力控制系统，所述的电源控制系统分为主驱动系统、芯轴控制系统和摆动控制系统，所述的压力控制系统分为上料控制系统、摆动机构传动系统、端面压紧控制系统和油石压力控制系统，所述的液压控制系统分为内圈定心压紧和中心冷却控制、工件冷却控制系统和清洗控制系统。本控制系统能够适应不同的加工环境，可以同时适用于轴承内圈和外圈的超精，对于不同的加工对象的适应性强，工艺动作调整方便、精准、可靠性高，能够协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种超精机控制系统。
背景技术
超精加工是利用装在振动头上的细粒度油石对精加工表面进行的精整加工。超精加工一般安排在精磨工序后进行，其加工余量仅几微米，适于加工曲轴、轧辊、轴承环和各种精密零件的外圆、内圆、平面、沟道表面和球面等。超精机就是进行这种加工的一种精密设备，以较低的压力，把油石压向旋转着的工件上，形成面接触状态，同时，油石作较高频率的轴向振动以精细打磨工件表面。超精机能在短时间内极大地改善粗糙度，由于在低压下加工，所以工件的表面组织不产生异常变化，并可去除或大部分去除磨加工或切削加工工序时候产生的表面变质层，并且由于油石与工件是面接触方式，自动仿形，所以能够去除磨加工中易出现的表面波纹，从而提高圆度。
超精机的一个重要应用领域是进行轴承内外圈的超精加工，在现有技术中已有各种不同的超精机。例如中国专利CN201420802333.1中披露了一种超精机。所述超精机包括第一导辊、第二导辊、导辊电机、导辊传动带、第一摆头、第二摆头、摆头电机、摆头传动带、第一油石和第二油石，所述第一导辊平行于所述第二导辊，所述导辊传动带连接所述第一导辊、所述第二导辊和所述导辊电机，所述第一摆头和所述第二摆头相互平行且竖直高度高于所述第一导辊和所述第二导辊，所述第一摆头一端连接所述摆头传动带另一端连接所述第一油石，所述第二摆头一端连接所述摆头传动带另一端连接所述第二油石，所述摆头电机电连接所述摆头传动带，所述导辊电机和所述摆头电机均为变频电机。本发明提供的超精机可有效控制产品质量。
上述文献披露的超精机技术能够实现简单的超精加工，但是对于不同的加工对象的适应性以及协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工，上述文献披露的技术中尚不能很好的解决。
中国专利申请201310604262.4中披露了一种核电轴承套圈加工专用超精机，包括机床底座、床身、液压系统、电控系统、伺服系统，还包括电主轴、摆头升降机构、工件轴、摆头活动杆、滑块、工件平移机构、支撑组件、磁极、旋转偏心轮、核电轴承套圈、摆头滑道、油石夹；电主轴与摆头升降机构均为两套，分别安装在工作平移机构上方，每套电主轴独立工作并通过摆头升降机构上下移动，电主轴下端部旋转偏心轮，电主轴带动旋转偏心轮旋转；本发明的目的是提供一种加工核电轴承套圈更方便更快捷的超精机构，在保证加工精度的前提下，可以节省以往更换机械零件、调试加工寸法的时间，只需要更换磁极便可继续加工，能有效的提升加工效率。
该文献披露的技术在一定程度上解决了前面所提出的对于不同的加工对象的适应性问题，但是采用了电主轴与摆头升降机构均为两套，分别安装在工作平移机构上方的技术方案，设备冗杂、低效、成本高，对于不同的加工对象的适应性以及协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工，前述文献披露以及现有技术中均不能很好的解决。
目前现有的超精机设备技术中，由于所加工的轴承内圈和轴承外圈不同的特性，通常用于加工轴承内圈的超精机和用于加工轴承外圈的超精机需分别设计和购买使用，或者虽然使用了一台设备，但是设备上针对不同的加工工件有大量不同的装置结构，需要时时予以更换，成本高，效率低。目前迫切需要一种能够适应不同的加工环境，可以同时适用于轴承内圈和外圈的超精，工艺动作调整方便、精准、可靠性高的超精机及能实现上述装置有效、可靠和高质量协调运行的控制系统。
发明内容
鉴于以上情形，为了解决上述技术存在的问题，本发明提出一种超精机控制系统，包括电源控制系统和压力控制系统，所述的电源控制系统分为主驱动系统、芯轴控制系统和摆动控制系统，所述的压力控制系统分为上料控制系统、摆动机构传动系统、端面压紧控制系统和油石压力控制系统；主驱动系统驱动通用主轴连接套并带动工件旋转，芯轴控制系统驱动通用主轴芯轴前进/后退，端面压紧控制系统驱动压紧机构的压紧臂前进/后退，上料控制系统驱动上料机构将工作送入工作位置，通用主轴芯轴、压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置；摆动机构传动系统驱动超精部件传动机构带动超精部件进给/退出，摆动控制系统驱动超精部件上的油石摆动，超精部件和超精部件传动机构共同驱动油石进行研磨加工，油石压力控制系统控制油石的研磨压力。
在根据本发明实施例的超精机控制系统中，优选地，还包括液压控制系统，所述的液压控制系统分为内圈定心压紧和中心冷却控制系统、工件冷却控制系统和清洗控制系统。
在根据本发明实施例的超精机控制系统中，优选地，液压控制系统给内圈定心压紧和中心冷却控制系统提供冷却流体和定心压力，并通过通用主轴芯轴作用于内圈定心机构，内圈定心机构安装在通用主轴的端部，作为工件的轴承内圈安装在内圈定心机构上，通用主轴芯轴通过内圈定心机构与压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置。
可选地，根据本发明实施例的超精机控制系统还包括外圈支撑机构，外圈支撑机构安装在通用主轴的端部，作为工件的轴承外圈安装在外圈支撑机构上，通用主轴芯轴通过外圈支撑机构与压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置。
在根据本发明实施例的超精机控制系统中，优选地，所述的工件冷却控制系统与工件冷却装置连接，在超精机工作的过程中对加工工件进行冷却。
在根据本发明实施例的超精机控制系统中，优选地，所述的清洗控制系统与设备清洗装置连接。
优选地，在根据本发明实施例的超精机控制系统中，所述的压力控制系统还包括油石磨损监测补偿系统，油石磨损监测补偿系统与超精部件连接，监测超精部件上安装的油石在研磨加工过程中的磨损情况并实时对油石磨损进行补偿。
可选地，在根据本发明实施例的超精机控制系统中，所述的电源控制系统还包括料道感应控制系统，料道感应控制系统与安装在上料机构上的用于监测料道中工件存在与运行情况的料道感应装置连接。
在采取本发明提出的技术后，根据本发明实施例的超精机控制系统能够适应不同的加工环境，可以同时适用于轴承内圈和外圈的超精，对于不同的加工对象的适应性强，工艺动作调整方便、精准、可靠性高，能够协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例的超精机控制系统示意图
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
如图1所示，一种超精机控制系统，包括电源控制系统和压力控制系统，所述的电源控制系统分为主驱动系统、芯轴控制系统和摆动控制系统，所述的压力控制系统分为上料控制系统、摆动机构传动系统、端面压紧控制系统和油石压力控制系统；主驱动系统驱动通用主轴连接套并带动工件旋转，芯轴控制系统驱动通用主轴芯轴前进/后退，端面压紧控制系统驱动压紧机构的压紧臂前进/后退，上料控制系统驱动上料机构将工作送入工作位置，通用主轴芯轴、压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置；摆动机构传动系统驱动超精部件传动机构带动超精部件进给/退出，摆动控制系统驱动超精部件上的油石摆动，超精部件和超精部件传动机构共同驱动油石进行研磨加工，油石压力控制系统控制油石的研磨压力。
作为根据本发明实施例的超精机控制系统，还包括液压控制系统，所述的液压控制系统分为内圈定心压紧和中心冷却控制系统、工件冷却控制系统和清洗控制系统。
本发明实施例的超精机控制系统中，液压控制系统给内圈定心压紧和中心冷却控制系统提供冷却流体和定心压力，并通过通用主轴芯轴作用于内圈定心机构，内圈定心机构安装在通用主轴的端部，作为工件的轴承内圈安装在内圈定心机构上，通用主轴芯轴通过内圈定心机构与压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置。
作为可与内圈定心机构调换的部件，根据本发明实施例的超精机控制系统，还包括外圈支撑机构，外圈支撑机构安装在通用主轴的端部，作为工件的轴承外圈安装在外圈支撑机构上，通用主轴芯轴通过外圈支撑机构与压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置。
上述内圈定心机构和外圈支撑机构均本超精机控制系统动作部件的重要组成部分，在实际工作时，根据加工工件的不同选用。
作为根据本发明实施例的超精机控制系统，所述的工件冷却控制系统与工件冷却装置连接，在超精机工作的过程中对加工工件进行冷却。
作为根据本发明实施例的超精机控制系统，所述的清洗控制系统与设备清洗装置连接。
另外，所述的压力控制系统还包括油石磨损监测补偿系统，油石磨损监测补偿系统与超精部件连接，监测超精部件上安装的油石在研磨加工过程中的磨损情况并实时对油石磨损进行补偿。
同时，前面所述的电源控制系统还包括料道感应控制系统，料道感应控制系统与安装在上料机构上的用于监测料道中工件存在与运行情况的料道感应装置连接。
根据本发明实施例的超精机控制系统能够适应不同的加工环境，可以同时适用于轴承内圈和外圈的超精，对于不同的加工对象的适应性强，工艺动作调整方便、精准、可靠性高，能够协调各部件功能以实现高精度高质量的超精加工。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可实施。当然，以上所列的情况仅为示例，本发明并不仅限于此。本领域的技术人员应该理解，根据本发明技术方案的其他变形或简化，都可以适当地应用于本发明，并且应该包括在本发明的范围内。
Claims (5)
1.一种超精机控制系统，包括电源控制系统和压力控制系统，所述的电源控制系统分为主驱动系统、芯轴控制系统和摆动控制系统，所述的压力控制系统分为上料控制系统、摆动机构传动系统、端面压紧控制系统和油石压力控制系统；主驱动系统驱动通用主轴连接套并带动工件旋转，芯轴控制系统驱动通用主轴芯轴前进/后退，端面压紧控制系统驱动压紧机构的压紧臂前进/后退，上料控制系统驱动上料机构将工作送入工作位置，通用主轴芯轴、压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置；摆动机构传动系统驱动超精部件传动机构带动超精部件进给/退出，摆动控制系统驱动超精部件上的油石摆动，超精部件和超精部件传动机构共同驱动油石进行研磨加工，油石压力控制系统控制油石的研磨压力；还包括液压控制系统，所述的液压控制系统分为内圈定心压紧和中心冷却控制系统、工件冷却控制系统和清洗控制系统；液压控制系统给内圈定心压紧和中心冷却控制系统提供冷却流体和定心压力，并通过通用主轴芯轴作用于内圈定心机构，内圈定心机构安装在通用主轴的端部，作为工件的轴承内圈安装在内圈定心机构上，通用主轴芯轴通过内圈定心机构与压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置；还包括外圈支撑机构，外圈支撑机构安装在通用主轴的端部，作为工件的轴承外圈安装在外圈支撑机构上，通用主轴芯轴通过外圈支撑机构与压紧机构的压紧臂和上料机构共同支承并限定工件的位置。
2.根据权利要求1所述的一种超精机控制系统，其特征在于，所述的工件冷却控制系统与工件冷却装置连接，在超精机工作的过程中对加工工件进行冷却。
3.根据权利要求1所述的一种超精机控制系统，其特征在于，所述的清洗控制系统与设备清洗装置连接。
4.根据权利要求1所述的一种超精机控制系统，其特征在于，所述的压力控制系统还包括油石磨损监测补偿系统，油石磨损监测补偿系统与超精部件连接，监测超精部件上安装的油石在研磨加工过程中的磨损情况并实时对油石磨损进行补偿。
5.根据权利要求1所述的一种超精机控制系统，其特征在于，所述的电源控制系统还包括料道感应控制系统，料道感应控制系统与安装在上料机构上的用于监测料道中工件存在与运行情况的料道感应装置连接。
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