CN106425738B - 一种多形变铸件修磨旋摆控制方法 - Google Patents

一种多形变铸件修磨旋摆控制方法 Download PDF

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Abstract

多形变铸件修磨旋摆控制方法。通过旋摆控制系统配合实现。系统由比较器、旋摆程序控制计算、旋摆参数控制计算、加法器、旋摆信号放大、旋摆执行、旋摆信号检测变换环节构成。加工程序给出的旋摆程序给定信号,经旋摆程序控制计算环节处理为旋摆程序控制信号;初始设置给出的旋摆给定信号,经比较器与盘旋摆角度反馈信号比较,得出旋摆偏差信号;经旋摆参数控制计算环节处理,旋摆偏差信号成为旋摆参数控制信号;旋摆程序控制信号和旋摆参数控制信号在加法器中相加,得出旋摆控制信号为;旋摆控制信号经旋摆信号放大环节放大为旋摆驱动信号;旋摆驱动信号在旋摆执行环节转换为旋摆角度;旋摆角度经旋摆信号检测变换环节转换为盘旋摆角度反馈信号。

Description

一种多形变铸件修磨旋摆控制方法
技术领域
本发明涉及一种铸件修磨方法。
背景技术
在许多工业领域,特别是在管件加工行业,较近代的弯管或弯头管件加工制造方法一般是采用模具挤压成形技术,其成形的核心工艺是利用预成型芯模导引被挤压拟成形弯管工件,使之在加热条件下,随着受挤压推进而弯曲成形,而这个预成型芯模就是一种高温合金材料浇铸预成型芯胎模具。这种浇铸预成型模具由于其硬度高,在其毛坯浇铸成形脱模后,整形加工工艺难度也巨大。现有工艺是由经验丰富的技师手工打磨。靠着坚毅的耐力、敏锐的观察力、细微的触感和过硬的操作功底,来完成对工件的的打磨、修形。工艺耗时漫长且工件尺寸、精度等的一致性难以保证。另一方面,这样的老工匠已面临后继无人的困境,且培训、招募新人已不现实。这就亟待研发一种多形变铸件修磨方法,已解决当前该类多形变铸件修磨工艺耗时漫长且工件尺寸、精度等的一致性难以保证的问题。
发明内容
为解决当前该类多形变铸件修磨工艺耗时漫长且工件尺寸、精度等的一致性难以保证的问题,本发明提供一种多形变铸件修磨旋摆控制方法。通过旋摆控制系统配合实现。系统由比较器、旋摆程序控制计算、旋摆参数控制计算、加法器、旋摆信号放大、旋摆执行、旋摆信号检测变换环节构成。加工程序给出的旋摆程序给定信号,经旋摆程序控制计算环节处理为旋摆程序控制信号;初始设置给出的旋摆给定信号,经比较器与盘旋摆角度反馈信号比较,得出旋摆偏差信号;经旋摆参数控制计算环节处理,旋摆偏差信号成为旋摆参数控制信号;旋摆程序控制信号和旋摆参数控制信号在加法器中相加,得出旋摆控制信号为;旋摆控制信号经旋摆信号放大环节放大为旋摆驱动信号;旋摆驱动信号在旋摆执行环节转换为旋摆角度;旋摆角度经旋摆信号检测变换环节转换为盘旋摆角度反馈信号。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
多形变铸件修磨加工装置的加工部机构C执行以摆仰角度bo、旋摆角度ro修磨工件B的任务。水平进给位移量ho、垂直进给位移量vo和摆仰角度bo均以箭头标注正向;旋摆角度ro以逆时针箭头标注正向。砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G按砂轮边沿柱侧面紧实接触工件弯曲段凸面的最小打磨推进量计算,可根据工件号和所选砂轮规格确定。第一弯曲段轴心线圆心O1作为进给动点,通过水平进给初始位参考值H0和垂直进给初始位参考值V0测度,相对加工自由度基准直角坐标系原点O。依据工件结构视图,相对加工自由度基准直角坐标系原点O和基准直角坐标系纵轴y,利用砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G、砂轮半径RG、加工进深H、加工摆长R,和第一弯曲段轴心线圆心O1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴心线圆心O2相对直角坐标系xOy的进给值,可计算确定摆仰角度bo、旋摆角度ro的给定值和程序给定值。
多形变铸件修磨加工装置通过各自由度控制系统的控制执行环节及工作电源,将软、硬件结合并支撑运行。总控开关KC为按钮操作接触器,用来将380V三相交流电接入多形变铸件修磨加工装置。A、B和C相线路通过旋摆驱动断路器Sr与盘旋摆驱动电机驱动器Drr连接;其中一相线路通过电源组断路器SU接入计算机工作电源组UPS;零线直接接入盘旋摆驱动电机驱动器Drr和计算机工作电源组UPS。盘旋摆驱动电机驱动器Drr由旋摆驱动信号rD控制驱动;盘旋摆驱动电机驱动器Drr为永磁伺服电机专用AC/DC/AC-SPWM三相驱动电路模块。工控计算机ICC为本多形变铸件修磨加工装置的控制核心和软件载体;工控计算机ICC的计算机工作电源组UPS为多组直流输出电源装置。
多形变铸件修磨系统软件包括进给子系统和打磨子系统。进给子系统包括水平进给部和垂直进给部。打磨子系统包括砂轮部、圈摆仰部、盘旋摆部和喷淋部。
多形变铸件修磨加工盘旋摆控制系统由比较器旋摆程序控制计算环节CrP、旋摆参数控制计算环节Cr、加法器⊕、旋摆信号放大环节Ar、旋摆执行环节Mr、旋摆信号检测变换环节Trr构成。由加工程序给出的旋摆程序给定信号rP,经旋摆程序控制计算环节CrP处理,成为旋摆程序控制信号r1;同时,由初始设置计算给出的旋摆给定信号rR,经比较器与盘旋摆角度反馈信号rf比较,得出旋摆偏差信号⊿r;经旋摆参数控制计算环节Cr处理,旋摆偏差信号⊿r成为旋摆参数控制信号r2;旋摆程序控制信号r1和旋摆参数控制信号r2在加法器⊕中相加,得出旋摆控制信号r;经旋摆信号放大环节Ar放大,旋摆控制信号r成为旋摆驱动信号rD;在旋摆执行环节Mr,旋摆驱动信号rD转换为旋摆角度ro;经旋摆信号检测变换环节Trr转换,旋摆角度ro又成为盘旋摆角度反馈信号rf
盘旋摆驱动电机由盘旋摆驱动电机驱动器Drr以三相正弦电流驱动运行。砂轮电动机9由砂轮电动机信号操作开关Kg操作开停。盘旋摆驱动电机通过盘圈啮合部,带动旋盘产生旋摆角度ro。盘旋摆驱动电机、盘圈啮合部和旋盘构成了旋摆执行环节Mr将旋摆驱动信号rD转换为旋摆角度ro。计算机工作电源组UPS的12V输出线引出作为驱动电路工作电源正极端EN,-12V输出线引出作为驱动电路工作电源负极端EP,5V输出线引出作为控制电路工作电源正极端ESP,-5V输出线引出作为控制电路工作电源负极端ESN
运行时,多形变铸件修磨系统在总体上将拟加工工件结构参数、图纸数据、加工程序、全局变量和局部变量,按水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆自由度进行分解、分配;向水平进给部、垂直进给部、圈摆仰部、盘旋摆部和砂轮部下达对应局部参数、数据、指令;同时接收水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆和砂轮磨损各进程、状态反馈数据;并在总体上同步控制水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆各部数据流和运行节骤。
本发明的有益效果是:所提供的方法可使得当前该类多形变铸件修磨工艺耗时漫长且工件尺寸、精度等的一致性难以保证的问题得以解决,并能适合多规格工件的修磨。所述方法完全替代了人工修磨过程,从而规避了人的情绪因素对工件修磨工艺及其质量的影响。所述装置结构简捷、紧凑,容易利用标准零部件制造、生产。系统以紧凑、简洁的结构实现了四个自由度的修磨运行,其控制系统结构简单,易于调整。整体易于批量生产;系统维护、维修简便易行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明涉及的一个工件结构视图。
图2是本发明涉及的多形变铸件修磨加工装配视图。
图3是多形变铸件修磨加工装置主视图。
图4是多形变铸件修磨加工装置俯视图。
图5是多形变铸件修磨加工装置俯视图的A-A向剖视图。
图6是多形变铸件修磨加工装置的工件卡装部右侧视图。
图7是多形变铸件修磨加工装置的工件卡装部主视图。
图8是多形变铸件修磨加工装置的进给部右侧视图。
图9是多形变铸件修磨加工装置的进给部右侧视图的B-B向剖视图。
图10是多形变铸件修磨加工装置的进给部俯视图。
图11是多形变铸件修磨加工装置机座的进给部右侧视图。
图12是多形变铸件修磨加工装置机座进给部右侧视图的C-C向剖视图。
图13是多形变铸件修磨加工装置的打磨部左上侧视图。
图14是多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的D-D向剖视图。
图15是多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的E-E向剖视图。
图16是多形变铸件修磨加工装置的机座打磨部主视图。
图17是多形变铸件修磨加工装置机座打磨部(带局部剖视)左视图。
图18是多形变铸件修磨加工装置机座打磨部左视图的F-F向剖视图。
图19是多形变铸件修磨加工装置水平进给控制液压系统示意图。
图20是水平进给控制液压系统前置放大电路结构图。
图21是多形变铸件修磨加工装置喷淋操作执行系统示意图。
图22是喷淋操作执行系统的电磁阀结构视图。
图23是喷淋操作执行系统的电磁阀驱动电路结构图。
图24是多形变铸件修磨加工装置控制执行与工作电源电气接线图。
图25是多形变铸件修磨加工水平进给信号检测变换电路图。
图26是多形变铸件修磨加工垂直进给信号检测变换电路图。
图27是多形变铸件修磨加工摆仰信号检测变换电路图。
图28是多形变铸件修磨加工旋摆信号检测变换电路图。
图29是多形变铸件修磨加工装置的砂轮半径信号检测变换电路图。
图30是多形变铸件修磨加工水平进给控制系统框图。
图31是多形变铸件修磨加工垂直进给控制系统框图。
图32是多形变铸件修磨加工圈摆仰控制系统框图。
图33是多形变铸件修磨加工盘旋摆控制系统框图。
图34是多形变铸件修磨加工装置系统软件结构图。
图35是多形变铸件修磨加工装置系统软件总体流程图。
在图1、2、29~31中:U为直棒段长度,Φ1为颈部直径,Φ2为口部直径,O1为第一弯曲段轴心线圆心,RO为第一弯曲段与第二弯曲段圆心距,O2为第二弯曲段轴心线圆心,R1为第一弯曲段轴线半径,R2为第二弯曲段轴线半径。
在图2、24、24~27、29~35中:A为进给部机构,B为工件,C为加工部机构。UW为直棒段卡夹剩余长度,V0为垂直进给初始位参考值,H0为水平进给初始位参考值,①为一号工件卡口,②为二号工件卡口,③为三号工件卡口,④为四号工件卡口,ho为水平进给位移量,vo为垂直进给位移量,⊿G为砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量,bo为摆仰角度,ro为旋摆角度,O为加工自由度基准直角坐标系原点,x为基准直角坐标系横轴,y为基准直角坐标系纵轴,RG为砂轮半径,H为加工进深,R为加工摆长。
在图3~24中:1.液压缸,2.机座进给部,3.活塞杆,4.进给部伸缩电缆,5.进给部水平动体,6.进给部垂直动体,7.机座,8.机座加工部,9.砂轮电动机,10.摆仰杆,11.摆仰驱动部,12.加工部基体,13.悬臂,14.圈摆仰轴结构,15.加工部伸缩电缆,16.圈摆体,17.喷淋管,18.砂轮。
在图4~24、26中:19.喷淋伸缩管,20.防护板,21.旋摆驱动部,22.燕尾凸肩部,23.水平动体燕尾滑槽,24.垂直进给位移位移传感器,25.垂直进给涡轮驱动机构,26.驱动机构室,27.液压控制机构,28.凸肩啮合部,29.卡夹动瓣,30.排液口。
在图5~20中:31.活塞,32.旋盘轴承机构,33.滑移室,34.滑移体,35.限位槽,36.卡夹位,37.盘圈啮合部,38.旋盘。
在图6~20中:36.1.一号静瓣卡口,36.2.二号静瓣卡口,36.3.三号静瓣卡口,36.4.四号静瓣卡口。
在图7~20中:22.1.垂直进给传动齿条,39.夹紧调节结构。
在图8~24中:25.1.涡轮驱动电机,40.垂直进给位移传感传动卡销。
在图9~20中:41.水平进给位移传感传动卡口。
在图11~20中:42.水平进给位移传感传动卡销。
在图12、25中:43.水平进给位移传感器。
在图13中:14.1.圈摆仰轴。
在图13、14、29中:44.砂轮边沿传感器。
在图14、15、28中:16.1.旋摆角位移传感器,45.砂轮部电缆。
在图15~24中:46.加工部电缆束,47.盘旋摆驱动电机,48.圈摆仰传动齿条,49.圈摆仰角位移传感传动卡口。
在图16~18中:14.2.圈摆仰轴承。
在图17~20中:50.圈摆仰传动齿轮,51.圈摆仰传动齿条伸缩腔。
在图18~24、27中:52.圈摆仰驱动电机,53.圈摆仰驱动室,54.摆仰角位移传感器,55.圈摆仰角位移传感传动卡销。
在图19~23中:56.左液压管,57.右液压管,27.1.阀套,27.2.阀芯,27.3.伺服阀驱动器,58.安全阀,59.高压管,60加压泵,61.高压压力开关,62.回液管,p为正向电磁线圈接线端,n为负向电磁线圈接线端,G为控制电路接地端,TQ为加压泵驱动线端子。
在图20、24~30中:h为水平进给控制信号,ESP为控制电路工作电源正极端,ESN为控制电路工作电源负极端,Rh1为输入耦合电阻,Rh2为反馈分压电阻,Ah为运算放大器,Rhf为反馈电阻,Rh3为驱动输入耦合电阻,Rh4为正向偏置电阻,Rh5为反向偏置电阻,LChP为正向隔离光耦,Rh6为正向信号分压电阻,Rh7为反向信号分压电阻,LChN为反向隔离光耦,DhP为正向隔离二极管,DhN为反向隔离二极管,QhP为正向MOSFET器件,QhN为反向MOSFET器件,EP为驱动电路工作电源正极端,EN为驱动电路工作电源负极端,LP为正向电磁线圈等效电感,LN为反向电磁线圈等效电感。
在图21~23、34、35中:63.电磁阀,64.补压泵,65.常压压力开关,66.自来水管,67.泄压阀,68.送水管,w为喷淋操作信号,TW为补压泵驱动线端子。
在图22~23中:63.1.阀套,63.2.阀芯,63.3.连杆,63.4.电路骨架,63.5.电磁线圈,63.6.滑缸腔,63.7.反位电触点,63.8.反位触头,63.9.永磁体N极,63.10.永磁体S极,63.11.滑缸套,63.12.正位触头,63.13.正位电触点,63.14.电路接线室;po.正向驱动接线端子,pk.正位电触点接线端子,nk.反位电触点接线端子,no.反向驱动接线端子。
在图23中:C为微分电容,RP1为正向偏置电阻,RP2为正向分压电阻,RN2为反向分压电阻,RN1为反向偏置电阻,QP1为正向上臂MOSFET器件,QN1为反向下臂MOSFET器件,LCN为反向隔离光耦,RN3为反向信号分压电阻,DN为反向隔离二极管,RP3为正向信号分压电阻,DP为正向隔离二极管,LCP为正向隔离光耦,QN2为反向上臂MOSFET器件,QP2为正向下臂MOSFET器件,L为电磁线圈等效电感。
在图24~30中:KC为总控开关,Sv为垂直驱动断路器,Sb为摆仰驱动断路器,Sr为旋摆驱动断路器,Sg为砂轮操作断路器,SU为电源组断路器,vD为垂直进给驱动信号,bD为摆仰驱动信号,rD为旋摆驱动信号,g为砂轮操作信号,Drv为涡轮驱动电机驱动器,Drb为圈摆仰驱动电机驱动器,Drr为盘旋摆驱动电机驱动器,Kg为砂轮电动机信号操作开关,UPS为计算机工作电源组,Mv为垂直进给执行环节,Mb为摆仰执行环节,Mr为旋摆执行环节,ICC为工控计算机,USB为USB5V电压电源线,PG为工控机信号线。
在图25中:Rsh1为水平信号分压电阻,Rsh2为水平信号平衡电阻,LCh为水平信号光耦,Ash1为水平信号比较运放,Gh为水平信号耦合电位器,Ash2为水平信号运放,sh为水平进给传感电位信号,Rsh5为水平信号反馈电阻,Rh为水平进给位移传感器等效电阻,Rsh3为水平信号平衡调节电阻,TVSh为水平信号TVS二极管,Rsh4为水平信号负载电阻,Rsh6为水平信号反馈分压电阻。
在图26中:Rsv1为垂直信号分压电阻,Rsv2为垂直信号平衡电阻,LCv为垂直信号光耦,Asv1为垂直信号比较运放,Gv为垂直信号耦合电位器,Asv2为垂直信号运放,sv为垂直进给传感电位信号,Rsv5为垂直信号反馈电阻,Rv为垂直进给位移传感器等效电阻,Rsv3为垂直信号平衡调节电阻,TVSv为垂直信号TVS二极管,Rsv4为垂直信号负载电阻,Rsv6为垂直信号反馈分压电阻。
在图27中:Rsb1为摆仰信号分压电阻,Rsb2为摆仰信号平衡电阻,LCb为摆仰信号光耦,Asb1为摆仰信号比较运放,Gb为摆仰信号耦合电位器,Asb2为摆仰信号运放,sb为摆仰角传感电位信号,Rsb5为摆仰信号反馈电阻,Rb为摆仰角位移传感器等效电阻,Rsb3为摆仰信号平衡调节电阻,TVSb为摆仰信号TVS二极管,Rsb4为摆仰信号负载电阻,Rsb6为摆仰信号反馈分压电阻。
在图28中:Rsr1为旋摆信号分压电阻,Rsr2为旋摆信号平衡电阻,LCr为旋摆信号光耦,Asr1为旋摆信号比较运放,Gr为旋摆信号耦合电位器,Asr2为旋摆信号运放,sr为旋摆角传感电位信号,Rsr5为旋摆信号反馈电阻,Rr为旋摆角位移传感器等效电阻,Rsr3为旋摆信号平衡调节电阻,TVSr为旋摆信号TVS二极管,Rsr4为旋摆信号负载电阻,Rsr6为旋摆信号反馈分压电阻。
在图29~35中:Rsg1为红外分压电阻,Rsg2为砂轮信号分压电阻,Rsg3为砂轮信号平衡电阻,LCg为砂轮信号光耦,Rsg4为上分压电阻,Dg为嵌位二极管,sg为红外传感电位信号,Asg1为砂轮信号比较运放,Gg为砂轮信号耦合电位器,Asg2为砂轮信号运放,Ledg为红外发射二极管,Rdg为红外传感器,Rsg5为砂轮信号平衡调节电阻,TVSg为砂轮信号TVS二极管,Rsg6为砂轮信号负载电阻,Rsg7为下分压电阻,rG为砂轮半径反馈信号。
在图30~33中:hR为水平进给给定信号,为比较器,⊿h为水平进给偏差信号,Ch为水平进给控制计算环节,AEh为前置放大环节,hD为水平进给驱动信号,Dh为驱动执行环节,hV为阀芯位移量,AV为液压放大环节,q为压力液流量,AP为液压执行环节,Trh为水平进给信号检测变换环节,hf为水平进给反馈信号。
在图31中:vR为垂直进给给定信号,⊿v为垂直进给偏差信号,Cv为垂直进给控制计算环节,v为垂直进给控制信号,AEv为垂直进给放大环节,Trv为垂直进给信号检测变换环节,vf为垂直进给反馈信号。
在图32、33中:bP为摆仰程序给定信号,CbP为摆仰程序控制计算环节,b1为摆仰程序控制信号,bR为摆仰角给定信号,⊿b为摆仰角偏差信号,Cb为摆仰参数控制计算环节,b2为摆仰参数控制信号,⊕为加法器,b为摆仰控制信号,Ab为摆仰信号放大环节,Trb为摆仰信号检测变换环节,bf为摆仰角度反馈信号。
在图33中:rP为旋摆程序给定信号,CrP为旋摆程序控制计算环节,r1为旋摆程序控制信号,rR为旋摆角给定信号,⊿r为旋摆偏差信号,Cr为旋摆参数控制计算环节,r2为旋摆参数控制信号,r为旋摆控制信号,Ar为旋摆信号放大环节,Trr为旋摆信号检测变换环节,rf为盘旋摆角度反馈信号。
在图34~35中:No为工件序号,Rm为砂轮极限剩余半径,TC为打磨环1/4周期,⊿T为控制周期;HI为水平进给参考值变量,VI为垂直进给参考值变量,hI为水平进给量变量,vI为垂直进给量变量,bI为摆仰角度变量,rI为旋摆角度变量,T为打磨时间变量,⊿RG为砂轮磨损变量,⊿Φ为弯曲段直径扩张量变量,RI为砂轮半径变量,RW为工件半径变量,RS为摆仰角斜边变量,vh为水平进给速度变量,vv为垂直进给速度变量,vr为旋摆角速度变量。
具体实施方式
在图1所示的本发明涉及的一个工件结构视图中:工件直棒段为直棒段长度U,直棒段直径Φ1的等径圆柱形颈杆,其左端为20°锥形预留焊接面;从工件右端开始以第一弯曲段轴心线圆心O1为圆心,以第一弯曲段轴线半径R1下转40°过渡下弯;再在40°线上,以第一弯曲段轴心线圆心O1为起点,距第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO处,取第二弯曲段轴心线圆心O2,再以第二弯曲段轴心线圆心O2为圆心,以第二弯曲段轴线半径R2下转30°下弯;从工件右端开始,圆柱体从颈部直径Φ1向口部直径Φ2等比例渐粗。工件结构视图的形状、结构线及其参数是工件加工程序语句编制的依据,这样的加工程序将以程序指令、变量操作、控制多形变铸件修磨加工装置的运行。
在图2所示的本发明涉及的多形变铸件修磨加工装配视图中:多形变铸件修磨加工装置由进给部、加工部和基座部构成。多形变铸件修磨加工装置的进给部机构A执行所夹持工件B的以水平进给位移量ho、垂直进给位移量vo进给的任务。进给部机构A夹持部按工件B的规格,配有一号工件卡口①、二号工件卡口②、三号工件卡口③和四号工件卡口④。多形变铸件修磨加工装置的加工部机构C执行以摆仰角度bo、旋摆角度ro修磨工件B的任务。水平进给位移量ho、垂直进给位移量vo和摆仰角度bo均以箭头标注正向;旋摆角度ro以逆时针箭头标注正向。砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G按砂轮边沿柱侧面紧实接触工件弯曲段凸面的最小打磨推进量计算,可根据工件号和所选砂轮规格确定。第一弯曲段轴心线圆心O1作为进给动点,通过水平进给初始位参考值H0和垂直进给初始位参考值V0测度,相对加工自由度基准直角坐标系原点O,依据工件结构视图,可分别以基准直角坐标系横轴x和基准直角坐标系纵轴y的坐标值,计算确定水平进给位移量ho和垂直进给位移量vo的初始给定值。依据工件结构视图,相对加工自由度基准直角坐标系原点O和基准直角坐标系纵轴y,利用砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G、砂轮半径RG、加工进深H、加工摆长R,和第一弯曲段轴心线圆心O1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴心线圆心O2相对直角坐标系xOy的进给值,可计算确定摆仰角度bo、旋摆角度ro的给定值和程序给定值;进而,计算确定水平进给位移量ho和垂直进给位移量vo的后续给定值。
在图3所示的多形变铸件修磨加工装置主视图、图4所示的多形变铸件修磨加工装置俯视图和图5多形变铸件修磨加工装置俯视图的A-A向剖视图中:
多形变铸件修磨加工装置的进给部包括液压缸1、活塞杆3、进给部伸缩电缆4、进给部水平动体5、进给部垂直动体6。基座部包括机座进给部2、机座7、机座加工部8、摆仰驱动部11和加工部基体12。加工部包括砂轮电动机9、摆仰杆10、悬臂13、圈摆仰轴结构14、加工部伸缩电缆15、圈摆体16、喷淋管17和砂轮18。
液压缸1装配于机座进给部2左上部;活塞杆3右伸,且右端紧固连接进给部水平动体5。在液压缸1后侧的机座进给部2左上面,紧贴装配有液压控制机构27。进给部伸缩电缆4从活塞杆3下方引入进给部水平动体5。进给部水平动体5右贴进给部垂直动体6,且其右侧面与进给部垂直动体6的左侧面纵向滑动配合。机座进给部2装配于机座7的左端;机座加工部8装配于机座7的右端;机座加工部8的右端向上延伸出摆仰驱动部11和加工部基体12。加工部基体12顶部前后侧向左延伸出悬臂13。悬臂13的左端以圈摆仰轴结构14装配圈摆体16。圈摆体16的下端向右下延伸出摆仰杆10;摆仰杆10的右部伸入摆仰驱动部11。圈摆体16上装配有砂轮电动机9、加工部伸缩电缆15、喷淋管17和砂轮18;砂轮18由砂轮电动机9同轴带动。加工部伸缩电缆15为旋摆驱动部21中驱动电机的驱动电缆,其右下段穿过基座,引入、连接到电控系统。
在机座进给部2左上部,液压缸1的后侧,紧贴液压缸1和机座进给部2装配有液压控制机构27。与活塞31固接为一体的活塞杆3右伸,且右端紧固连接进给部水平动体5。进给部伸缩电缆4从活塞杆3下方后位引入进给部水平动体5。在进给部水平动体5上,与进给部垂直动体6滑动配合的右侧面,铣有水平动体燕尾滑槽23;水平动体燕尾滑槽23的左底面上部,贴装有垂直进给位移位移传感器24。在进给部水平动体5的中心部,挖有驱动机构室26;驱动机构室26装配有垂直进给涡轮驱动机构25。在垂直动体6上,与进给部水平动体5滑动配合的左侧面,铣有燕尾凸肩部22;燕尾凸肩部22楔入水平动体燕尾滑槽23并与之构成纵向滑动配合。在垂直动体6的右前侧,挖有用以装嵌卡夹动瓣29的卡夹位36;卡夹动瓣29的上、下、左侧面与卡夹位36的上、下、左内侧面构成滑动配合;卡夹动瓣29的后侧面和卡夹位36的前内侧构成卡夹工作面;垂直动体6通过卡夹动瓣29与卡夹位36的配合、调节来卡夹各型工件。在机座进给部2右上部,留有供进给部水平动体5左右平移的限位槽35;限位槽35的底部向左制成供滑移体34左右滑移的滑移室33。
机座进给部2、机座7与机座加工部8的连接,构成基座主体。
机座加工部8的右端向上延伸出摆仰驱动部11和加工部基体12。加工部基体12顶部前后侧向左延伸出悬臂13。悬臂13的左端以圈摆仰轴结构14装配圈摆体16。圈摆体16为圆环形结构,环内套装旋盘38;圈摆体16通过旋盘轴承机构32与旋盘38构成切向滚滑动配合;圈摆体16的上部制成旋摆驱动部21;旋摆驱动部21通过盘圈啮合部37,带动旋盘38在圈摆体16内旋转。旋盘38的左上面为加工工作面,配有用以覆盖整个旋盘38和旋盘轴承机构32的防护板20。旋盘38的上中位穿套有喷淋管17;喷淋管17的左部向下弯曲,管口以喷嘴朝向砂轮18;喷淋管17的右端接有喷淋伸缩管19;通过喷淋伸缩管19,喷淋管17贯通、引入、连接到喷淋操作执行系统。旋盘38的下中位装配有装配并带动砂轮18的砂轮电动机9。圈摆体16的下端向右下延伸出圆弧形摆仰杆10;摆仰杆10的右部伸入摆仰驱动部11。机座加工部8装配于机座7的右端;机座加工部8的左部制成盆形结构,其左前角制有排液口30。
在图6所示的是多形变铸件修磨加工装置的工件卡装部右侧视图和图7所示的多形变铸件修磨加工装置的工件卡装部主视图中:卡夹动瓣29为长方体柱形结构,其上、下、左侧面对应卡夹位36的上、下、左内侧面,构成滑动配合。对应卡夹位36工作面的一号静瓣卡口36.1、二号静瓣卡口36.2、三号静瓣卡口36.3和四号静瓣卡口36.4,卡夹动瓣29的工作面也铣有对应序号动瓣卡口。卡夹动瓣29与卡夹位36通过夹紧调节结构39来装配和调节工作面间隙,进而实现对拟加工序号工件的装持、夹紧、放卸操作。燕尾凸肩部22左侧制成垂直进给传动齿条22.1,以与垂直进给涡轮驱动机构25滑动配合。
在图8所示的多形变铸件修磨加工装置的进给部右侧视图、图9所示的多形变铸件修磨加工装置的进给部右侧视图的B-B向剖视图和图10所示的多形变铸件修磨加工装置的进给部俯视图中:在进给部水平动体5与进给部垂直动体6滑动配合的右侧面,铣有水平动体燕尾滑槽23;水平动体燕尾滑槽23的左底面上部,贴装有直线型的垂直进给位移传感器24;垂直进给位移传感器24的中位,制有垂直进给位移传感传动卡销40。在进给部水平动体5的中心部,挖有驱动机构室26;驱动机构室26的上部装配有垂直进给涡轮驱动机构25,下部装配有同轴驱动垂直进给涡轮驱动机构25的涡轮驱动电机25.1。活塞杆3的右端紧固连接进给部水平动体5的左面中位。进给部伸缩电缆4从活塞杆3下方引入进给部水平动体5,进而穿过进给部水平动体5左部,接入涡轮驱动电机25.1;涡轮驱动电机25.1为交流永磁伺服电机。滑移体34为进给部水平动体5的延伸结构;滑移体34的左端上面,挖有水平进给位移传感传动卡口41。
在图11所示的多形变铸件修磨加工装置机座的进给部右侧视图和图12所示的多形变铸件修磨加工装置机座进给部右侧视图的C-C向剖视图中:液压缸1为非对称压力结构,装配于机座进给部2的左上部;活塞杆3与活塞31的右侧面固接为一体,从液压缸1的右端伸出。在液压缸1后侧的机座进给部2左上面,紧贴液压缸1和机座进给部2,装配有液压控制机构27。在活塞杆3下方,进给部伸缩电缆4从液压缸1和液压控制机构27之间引出。在机座进给部2右上部,留有限位槽35;限位槽35的底部,居中向左制成滑移室33。机座进给部2的右侧后部,与机座7连接为一体。
在图8~12所示的多形变铸件修磨加工装置机座进给部视图中:在滑移室33的内上壁中线位,沿中线贴装有直线型的水平进给位移传感器43;水平进给位移传感器43带有的水平进给位移传感传动卡销42,对应水平进给位移传感传动卡口41。
在图13所示的多形变铸件修磨加工装置的打磨部左上侧视图和图14所示的多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的D-D向剖视图中:圈摆体16为圆环形结构,环内同轴套装旋盘38;圈摆体16通过旋盘轴承机构32与旋盘38构成切向滚滑动配合;旋盘38可在圈摆体16内相对圈摆体16同轴旋转。旋盘38盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部37的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构32。旋盘38配合圈的内沿工作面一侧,面对砂轮边沿,左右对称装配一对砂轮边沿传感器44。旋盘38的工作面配有用以覆盖整个旋盘38和旋盘轴承机构32的防护板20。圈摆体16上装配有砂轮电动机9、加工部伸缩电缆15、喷淋管17和砂轮18。穿过旋盘38和防护板20,旋盘38的下中位紧固装配有砂轮电动机9;电动机9轴端紧固装配并同轴带动砂轮18。穿过旋盘38和防护板20,旋盘38的上中位装配有喷淋管17;喷淋管17的管口以喷嘴朝向砂轮18。在旋盘38和防护板20之间,砂轮电动机9的驱动电缆与砂轮边沿传感器44的信号线汇拢,并套为砂轮部电缆45。圈摆体16的圆环外侧,沿横轴对称紧固装配一对圈摆仰轴14.1。圈摆体16的下端延伸出摆仰杆10。在圈摆体16的圈环内沿上部,圈摆体16与防护板20之间,沿圈摆体16的圈环贴装有圆弧线型的旋摆角位移传感器16.1。
在图15所示的多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的E-E向剖视图中:圈摆体16为圆环形结构,环内同轴套装旋盘38;圈摆体16通过旋盘轴承机构32与旋盘38构成切向滚滑动配合。圈摆体16的上部制成旋摆驱动部21;旋摆驱动部21内部装配盘旋摆驱动电机47;盘旋摆驱动电机47为外转子永磁伺服电机,以其外转子带动旋摆驱动部21;旋摆驱动部21的外齿与旋盘38的外齿啮合,构成盘圈啮合部37;通过盘圈啮合部37,旋摆驱动部21带动旋盘38在圈摆体16内相对圈摆体16同轴旋转。盘旋摆驱动电机47的内定子紧固装配于圈摆体16的上部。加工部伸缩电缆15从盘旋摆驱动电机47的外端轴内引出。旋盘38盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部37的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构32。旋盘38的工作面配有用以覆盖整个旋盘38和旋盘轴承机构32的防护板20。圈摆体16上装配有砂轮电动机9、加工部伸缩电缆15、喷淋管17和砂轮18。穿过旋盘38和防护板20,旋盘38的下中位紧固装配有砂轮电动机9;电动机9轴端紧固装配并同轴带动砂轮18。在工作面背侧,喷淋管17与喷淋伸缩管19接续、贯通。穿过旋盘38和防护板20,旋盘38的上中位装配有喷淋管17;喷淋管17的管口以喷嘴朝向砂轮18。在旋盘38和防护板20之间,砂轮部电缆45沿旋盘38的盘面敷向喷淋管17的穿套处,与喷淋管17汇拢,并套穿过为旋盘38盘壁。在工作面背侧,加工部伸缩电缆15与砂轮部电缆45汇拢,并列为加工部电缆束46。圈摆体16的下端延伸出摆仰杆10。摆仰杆10为圆弧形加强筋结构,圆弧外侧铣有圈摆仰传动齿条48;在圆弧内侧的背向工作面一端,铣有圈摆仰角位移传感传动卡口49。在圈摆体16的圈环内沿上部,圈摆体16与防护板20之间,沿圈摆体16的圈环贴装有圆弧线型的旋摆角位移传感器16.1;旋摆角位移传感器16.1的圆弧内侧制有旋摆角位移传感传动卡销,该传动卡销由旋盘38纵轴线顶部的卡槽配合带动。
在图13~15所示的多形变铸件修磨加工装置的打磨部视图中:圈摆体16为圆环形结构,圆环内边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部37的内齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构32。圆环内同轴套装旋盘38;旋盘38盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部37的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构32。圈摆体16通过旋盘轴承机构32与旋盘38构成切向滚滑动配合;旋盘38可在圈摆体16内相对圈摆体16同轴旋转。
在图16所示的多形变铸件修磨加工装置的打磨部主视图、图17所示的多形变铸件修磨加工装置机座打磨部(带局部剖视)左视图和图18所示的多形变铸件修磨加工装置机座打磨部左视图的F-F向剖视图中:机座7在机座加工部8的左侧后部与机座加工部8连接为一体。机座加工部8的右端向上延伸出摆仰驱动部11和加工部基体12。加工部基体12顶部前后侧向左延伸出悬臂13。悬臂13的左端装配有圈摆仰轴承14.2。摆仰驱动部11的外主体为三角加强筋结构;摆仰驱动部11的内部挖有圈摆仰传动齿条伸缩腔51和圈摆仰驱动室53。摆仰传动齿条伸缩腔51为圆弧形空腔,圆弧轴心线即为圈摆仰轴承14.2的轴心线,圆弧外端在摆仰驱动部11斜面侧开口;圈摆仰驱动室53位横位轴心线圆柱形空腔,圆柱轴心线与圈摆仰轴承14.2的轴心线平行,圆柱上侧与摆仰传动齿条伸缩腔51贯通。在圈摆仰驱动室53内,同轴装配有带动圈摆仰传动齿轮50的圈摆仰驱动电机52;圈摆仰驱动电机52为外转子交流永磁伺服电机,其两端轴紧固装配于圈摆仰驱动室53的圆柱形两端侧壁上。在摆仰传动齿条伸缩腔51的圆弧内侧壁,贴装有圆弧线型的摆仰角位移传感器54;摆仰角位移传感器54的圆弧外侧制有圈摆仰角位移传感传动卡销55。机座加工部8的上面制成盆形结构,盆形结构背向工作面的一侧与摆仰驱动部11的斜面曲面连接。
在图19所示的多形变铸件修磨加工装置水平进给控制液压系统示意图中:液压缸1的左端贯通连接左液压管56,右端贯通连接右液压管57;左液压管56的另一端与阀套27.1的左输出口连接贯通,右液压管57的另一端与阀套27.1的右输出口连接贯通。圆筒形阀套27.1内套有圆柱形阀芯27.2,并与之轴向滑动配合,构成零开口四通伺服阀。阀芯27.2的一端与伺服阀驱动器27.3动体固接;伺服阀驱动器27.3静体的电磁线圈通过正向电磁线圈接线端p、负向电磁线圈接线端n和控制电路接地端G引出。阀套27.1的左、右输入口贯通连接高压管59;阀套27.1的中位输入口贯通连接回液管62;回液管62的另一端通入压力液容箱。高压管59的另一端贯通连接加压泵60的高压口,并与安全阀58的高压口连接贯通。加压泵60的低压口和安全阀58的低压口均通入压力液容箱。加压泵60由单相交流电动机带动;通过与高压压力开关61的开关接点串联,单相交流电动机的相线驱动线引出到加压泵驱动线端子TQ的相线端;单相交流电动机的零线驱动线直接引出到加压泵驱动线端子TQ的零线端。高压压力开关61的感压管贯接到高压管59。
在图20所示的水平进给控制液压系统前置放大电路结构图中:水平进给控制信号h通过输入耦合电阻Rh1送入运算放大器Ah的同相输入端:运算放大器Ah的反相输入端通过反馈分压电阻Rh2接地,并通过反馈电阻Rhf连接到运算放大器Ah的输出端。运算放大器Ah的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP,运算放大器Ah的负极电源端连接到控制电路工作电源负极端ESN。运算放大器Ah的输出端与驱动输入耦合电阻Rh3的一端连接,驱动输入耦合电阻Rh3的一端与正向信号分压电阻Rh6和反向信号分压电阻Rh7同时连接;正向信号分压电阻Rh6的另一端和反向信号分压电阻Rh7的另一端分别与正向隔离光耦LChP的负极输入端和反向隔离光耦LChN的正极输入端连接;正向隔离光耦LChP的正极输入端和反向隔离光耦LChN的负极输入端分别连接到控制电路工作电源正极端ESP和控制电路工作电源负极端ESN。正向隔离光耦LChP的正极输出端和反向隔离光耦LChN的负极输出端分别连接到驱动电路工作电源正极端EP和驱动电路工作电源负极端EN。正向隔离光耦LChP的负极输出端和反向隔离光耦LChN的正极输出端分别连接到正向MOSFET器件QhP的栅极和反向MOSFET器件QhN的栅极;同时,正向隔离光耦LChP的负极输出端和反向隔离光耦LChN的正极输出端又分别与正向隔离二极管DhP的正极和反向隔离二极管DhN的负极连接;正向隔离二极管DhP的负极和反向隔离二极管DhN的正极分别通过正向偏置电阻Rh4和反向偏置电阻Rh5接地。正向MOSFET器件QhP为P沟道增强型器件,QhN反向MOSFET器件为N沟道增强型器件。正向MOSFET器件QhP的漏极连接到驱动电路工作电源正极端EP;反向MOSFET器件QhN的源极连接到驱动电路工作电源负极端EN;正向MOSFET器件QhP的源极连接到正向电磁线圈接线端p;反向MOSFET器件QhN的漏极连接到负向电磁线圈接线端n。正向电磁线圈等效电感LP和反向电磁线圈等效电感LN为顺向并绕电磁线圈,构成伺服阀驱动器27.3静体的主体。正向电磁线圈等效电感LP的同名端和反向电磁线圈等效电感LN的同名端分别连接到正向电磁线圈接线端p和负向电磁线圈接线端n。正向电磁线圈等效电感LP的异名端与反向电磁线圈等效电感LN的异名端相连并接地到控制电路接地端G。
在图21所示的多形变铸件修磨加工装置喷淋操作执行系统示意图中:喷淋伸缩管19通过电磁阀63与送水管68连接贯通。送水管68的另一端同时贯通连接到补压泵64的高压口和泄压阀67的高压口。补压泵64的低压口和泄压阀67的低压口同时贯通连接到自来水管66。补压泵64由单相交流电动机带动;通过与常压压力开关65的开关接点串联,单相交流电动机的相线驱动线引出到补压泵驱动线端子TW的相线端;单相交流电动机的零线驱动线直接引出到补压泵驱动线端子TW的零线端。常压压力开关65的感压管贯接到送水管68。电磁阀63由驱动电路工作电源正极端EP、喷淋操作信号w的输入端子和控制电路接地端G连接电磁阀驱动电路来控制通断。
在图22所示的喷淋操作执行系统的电磁阀结构视图中:电磁阀由阀套63.1、阀芯63.2、连杆63.3、电路骨架63.4、电磁线圈63.5、滑缸腔63.6、反位电触点63.7、反位触头63.8、永磁体N极63.9、永磁体S极63.10、滑缸套63.11、正位触头63.12、正位电触点63.13和电路接线室63.14构成;包括电磁阀驱动电路电源正极端EW、喷淋操作信号w的输入端子、正向驱动接线端子po正位电触点接线端子pk、反位电触点接线端子nk、反向驱动接线端子no和控制电路接地端G。电磁阀分为左部的阀体部和右部的驱动部。阀体部为包括阀套63.1、阀芯63.2和连杆63.3的执行主体结构,驱动部为包括连杆63.3、电路骨架63.4、永磁体N极63.9、永磁体S极63.10、滑缸腔63.6、滑缸套63.11、电磁线圈63.5、反位电触点63.7、反位触头63.8、正位触头63.12、正位电触点63.13、电路接线室63.14、电磁阀驱动电路电源正极端EW、喷淋操作信号w的输入端子、正向驱动接线端子po、正位电触点接线端子pk、反位电触点接线端子nk、反向驱动接线端子no和控制电路接地端G的电磁驱动机构;其中阀套63.1与滑缸套63.11为由间壁相隔的两腔一体结构,由非铁磁材料制成。
在阀套63.1内的阀芯63.2与连杆63.3的一端紧固机械连接,连杆63.3的另一端与永磁体N极63.9的左断面紧固机械连接;连杆63.3穿过阀套63.1与滑缸套63.11的间壁,并与该间壁构成气密滑动配合;永磁体N极63.9与永磁体S极63.10为同体柱形结构,其外侧壁与滑缸腔63.6的内侧壁滑动配合。在滑缸腔63.6的左内壁,挖有一槽室,槽室内装嵌一对常闭的反位电触点63.7;在永磁体N极63.9的左端面,对应反位电触点63.7装嵌有一突出的反位触头63.8,用以在反向到位时触开反位电触点63.7。在滑缸腔63.6的右内壁,挖有一槽室,槽室内装嵌一对常闭的正位电触点63.13;在永磁体S极63.10的右端面,对应正位电触点63.13装嵌有一突出的正位触头63.12,用以在正向到位时触开正位电触点63.13。电路骨架4紧固套装在滑缸套63.11的外侧壁上;电路骨架63.4分为左中部的电磁线圈63.5骨架部和右部的电路接线室63.14。
在电路接线室63.14内,装配有驱动信号转换电路和内外线接线端子。电磁线圈63.5的两端分别连接到正位电触点接线端子pk和反位电触点接线端子nk上;正位电触点接线端子pk和正向驱动接线端子po分别与正位电触点63.13的两接线端构成电连接;反位电触点接线端子nk和反向驱动接线端子no分别与反位电触点63.7的两接线端构成电连接。驱动电路工作电源正极端EP、喷淋操作信号w的输入端子和控制电路接地端G分别用于连接电磁阀驱动电路电源正极、喷淋操作信号输入线和接地。
在图23所示的喷淋操作执行系统的电磁阀驱动电路结构图中:
驱动信号转换电路应用于高低电平控制的操控方式,由微分电容C、正向偏置电阻RP1、正向分压电阻RP2、反向分压电阻RN2、反向偏置电阻RN1、P沟道增强型正向上臂MOSFET器件QP1、N沟道增强型反向下臂MOSFET器件QN1、反向隔离光耦LCN、反向信号分压电阻RN3、反向隔离二极管DN、正向信号分压电阻RP3、正向隔离二极管DP、正向隔离光耦LCP、N沟道增强型反向上臂MOSFET器件QN2、P沟道增强型正向下臂MOSFET器件QP2、电磁线圈等效电感L构成。
喷淋操作信号w输入到微分电容C的负极。正向偏置电阻RP1的一端连接到工作电源正极端E,正向偏置电阻RP1的另一端与正向分压电阻RP2的一端连接;正向偏置电阻RP1与正向分压电阻RP2的连接点与正向上臂MOSFET器件QP1的栅极连接。反向分压电阻RN2的一端与反向偏置电阻RN1的一端连接,反向偏置电阻RN1的另一端接地;反向分压电阻RN2与反向偏置电阻RN1的连接点与反向下臂MOSFET器件QN1的栅极连接。正向上臂MOSFET器件QP1的源极连接到电磁阀驱动电路电源正极端EW,正向上臂MOSFET器件QP1的漏极连接到正向驱动接线端子po。反向下臂MOSFET器件QN1的漏极连接到正位电触点接线端子pk;反向下臂MOSFET器件QN1的源极接地。反向隔离光耦LCN的1、4脚连接到工作电源正极端E,反向隔离光耦LCN的2脚和4脚分别与反向信号分压电阻RN3的一端和反向上臂MOSFET器件QN2的栅极连接。正向隔离光耦LCP的1脚和4脚分别与正向信号分压电阻RP3的一端和正向下臂MOSFET器件QP2的栅极连接,反向隔离光耦LCN的2、4脚接地。反向信号分压电阻RN3的另一端与正向信号分压电阻RP3的另一端连接,该连接点连接到微分电容C的正极。反向隔离二极管DN的负极与反向上臂MOSFET器件QN2的栅极连接,反向隔离二极管DN的正极与反向分压电阻RN2的另一端连接。正向隔离二极管DP的正极与正向下臂MOSFET器件QP2的栅极连接,正向隔离二极管DP的负极与正向分压电阻RP2的另一端连接。反向上臂MOSFET器件QN2的漏极连接到电磁阀驱动电路电源正极端EW,反向上臂MOSFET器件QN2的源极连接到反向驱动接线端子no。正向下臂MOSFET器件QP2的源极连接到反位电触点接线端子nk,正向下臂MOSFET器件QP2的漏极接地。
电磁线圈63.5,即电磁线圈等效电感L的两端分别连接到反位电触点接线端子nk和正位电触点接线端子pk
在图24所示的多形变铸件修磨加工装置控制执行与工作电源电气接线图中:总控开关KC为按钮操作接触器,用来将380V三相交流电接入多形变铸件修磨加工装置。垂直驱动断路器Sv、A、B和C相线路分别通过摆仰驱动断路器Sb和旋摆驱动断路器Sr与涡轮驱动电机驱动器Drv、圈摆仰驱动电机驱动器Drb和盘旋摆驱动电机驱动器Drr连接;其中一相线路通过砂轮操作断路器Sg和电源组断路器SU分别接入砂轮电动机信号操作开关Kg和计算机工作电源组UPS;零线直接接入涡轮驱动电机驱动器Drv、圈摆仰驱动电机驱动器Drb、盘旋摆驱动电机驱动器Drr、砂轮电动机信号操作开关Kg和计算机工作电源组UPS。涡轮驱动电机驱动器Drv、圈摆仰驱动电机驱动器Drb和盘旋摆驱动电机驱动器Drr分别由垂直进给驱动信号vD、摆仰驱动信号bD、旋摆驱动信号rD控制驱动;砂轮电动机信号操作开关Kg由砂轮操作信号g操作。涡轮驱动电机驱动器Drv、圈摆仰驱动电机驱动器Drb、盘旋摆驱动电机驱动器Drr均为永磁伺服电机专用AC/DC/AC-SPWM三相驱动电路模块。砂轮电动机信号操作开关Kg为电平操作单相固体接触器。工控计算机ICC为本多形变铸件修磨加工装置的控制核心和软件载体;工控计算机ICC的计算机工作电源组UPS为多组直流输出电源装置。
在图2~9所示的多形变铸件修磨加工装置视图、图13所示的多形变铸件修磨加工装置的打磨部左上侧视图、图15所示的多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的E-E向剖视图、图18所示的多形变铸件修磨加工装置机座打磨部左视图的F-F向剖视图和图20所示的水平进给控制液压系统前置放大电路结构图中:涡轮驱动电机25.1、圈摆仰驱动电机52和盘旋摆驱动电机47分别由涡轮驱动电机驱动器Drv、圈摆仰驱动电机驱动器Drb和盘旋摆驱动电机驱动器Drr以三相正弦电流驱动运行。砂轮电动机9由砂轮电动机信号操作开关Kg操作开停。涡轮驱动电机25.1同轴带动垂直进给涡轮驱动机构25,通过垂直进给传动齿条22.1,带动进给部垂直动体6产生垂直进给位移量vo;圈摆仰驱动电机52,通过其外转子上同轴装配、带动的圈摆仰传动齿轮50,带动摆仰杆10产生摆仰角度bo;盘旋摆驱动电机47通过盘圈啮合部37,带动旋盘38产生旋摆角度ro。涡轮驱动电机25.1、垂直进给涡轮驱动机构25、垂直进给传动齿条22.1和进给部垂直动体6构成了垂直进给执行环节Mv,将垂直进给驱动信号vD转换为垂直进给位移量vo;圈摆仰驱动电机52、圈摆仰传动齿轮50和摆仰杆10构成了摆仰执行环节Mb将摆仰驱动信号bD转换为摆仰角度bo;盘旋摆驱动电机47、盘圈啮合部37和旋盘38构成了旋摆执行环节Mr将旋摆驱动信号rD转换为旋摆角度ro。计算机工作电源组UPS的12V输出线引出作为驱动电路工作电源正极端EN,-12V输出线引出作为驱动电路工作电源负极端EP,5V输出线引出作为控制电路工作电源正极端ESP,-5V输出线引出作为控制电路工作电源负极端ESN
在图25所示的多形变铸件修磨加工水平进给信号检测变换电路图中:水平信号分压电阻Rsh1的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与水平信号比较运放Ash1的同相输入端连接。水平信号平衡电阻Rsh2的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与水平信号比较运放Ash1的反相输入端连接。水平信号比较运放Ash1的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP。水平信号光耦LCh的正极输入端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输入端与水平信号耦合电位器Gh的一静臂连接;水平信号光耦LCh的正极输出端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输出端与水平信号运放Ash2的反相输入端连接。水平信号运放Ash2的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP。水平信号比较运放Ash1的同相输入端引出作为水平进给传感电位信号sh输入端。水平信号比较运放Ash1的输出端与水平信号耦合电位器Gh的动臂连接。水平信号反馈电阻Rsh5的一端与水平信号运放Ash2的正相输入端连接,另一端与水平信号运放Ash2的输出端连接;水平信号运放Ash2的输出端引出作为水平进给反馈信号hf的输出端。水平进给位移传感器43中水平进给位移传感器等效电阻Rh的一静臂连同动臂均与水平信号比较运放Ash1的同相输入端连接;另一静臂接地。水平信号平衡调节电阻Rsh3的一静臂连同动臂均与水平信号比较运放Ash1的反相输入端连接;另一静臂接地。水平信号比较运放Ash1的负极电源端接地。水平信号TVS二极管TVSh的负极与水平信号耦合电位器Gh的另一静臂连接,正极接地。水平信号负载电阻Rsh4的一端与水平信号运放Ash2的反相输入端连接,另一端连接到控制电路工作电源负极端ESN。水平信号反馈分压电阻Rsh6的一端与水平信号运放Ash2的正相输入端连接,另一端接地。水平信号运放Ash2的负极电源端连接到控制电路工作电源负极端ESN
在图26所示的多形变铸件修磨加工垂直进给信号检测变换电路图中:垂直信号分压电阻Rsv1的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与垂直信号比较运放Asv1的同相输入端连接。垂直信号平衡电阻Rsv2的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与垂直信号比较运放Asv1的反相输入端连接。垂直信号比较运放Asv1的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP。垂直信号光耦LCv的正极输入端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输入端与垂直信号耦合电位器Gv的一静臂连接;垂直信号光耦LCv的正极输出端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输出端与垂直信号运放Asv2的反相输入端连接。垂直信号运放Asv2的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP。垂直信号比较运放Asv1的同相输入端引出作为垂直进给传感电位信号sv输入端。垂直信号比较运放Asv1的输出端与垂直信号耦合电位器Gv的动臂连接。垂直信号反馈电阻Rsv5的一端与垂直信号运放Asv2的正相输入端连接,另一端与垂直信号运放Asv2的输出端连接;垂直信号运放Asv2的输出端引出作为垂直进给反馈信号vf的输出端。垂直进给位移位移传感器24中垂直进给位移传感器等效电阻Rv的一静臂连同动臂均与垂直信号比较运放Asv1的同相输入端连接;另一静臂接地。垂直信号平衡调节电阻Rsv3的一静臂连同动臂均与垂直信号比较运放Asv1的反相输入端连接;另一静臂接地。垂直信号比较运放Asv1的负极电源端接地。垂直信号TVS二极管TVSv的负极与垂直信号耦合电位器Gv的另一静臂连接,正极接地。垂直信号负载电阻Rsv4的一端与垂直信号运放Asv2的反相输入端连接,另一端连接到控制电路工作电源负极端ESN。垂直信号反馈分压电阻Rsv6的一端与垂直信号运放Asv2的正相输入端连接,另一端接地。垂直信号运放Asv2的负极电源端连接到控制电路工作电源负极端ESN
在图27所示的多形变铸件修磨加工摆仰信号检测变换电路图中:摆仰信号分压电阻Rsb1的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与摆仰信号比较运放Asb1的同相输入端连接。摆仰信号平衡电阻Rsb2的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与摆仰信号比较运放Asb1的反相输入端连接。摆仰信号比较运放Asb1的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP。摆仰信号光耦LCb的正极输入端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输入端与摆仰信号耦合电位器Gb的一静臂连接;摆仰信号光耦LCb的正极输出端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输出端与摆仰信号运放Asb2的反相输入端连接。摆仰信号运放Asb2的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP。摆仰信号比较运放Asb1的同相输入端引出作为摆仰进给传感电位信号sb输入端。摆仰信号比较运放Asb1的输出端与摆仰信号耦合电位器Gb的动臂连接。摆仰信号反馈电阻Rsb5的一端与摆仰信号运放Asb2的正相输入端连接,另一端与摆仰信号运放Asb2的输出端连接;摆仰信号运放Asb2的输出端引出作为摆仰进给反馈信号bf的输出端。摆仰角位移传感器54中的摆仰角位移传感器等效电阻Rb的一静臂连同动臂均与摆仰信号比较运放Asb1的同相输入端连接;另一静臂接地。摆仰信号平衡调节电阻Rsb3的一静臂连同动臂均与摆仰信号比较运放Asb1的反相输入端连接;另一静臂接地。摆仰信号比较运放Asb1的负极电源端接地。摆仰信号TVS二极管TVSb的负极与摆仰信号耦合电位器Gb的另一静臂连接,正极接地。摆仰信号负载电阻Rsb4的一端与摆仰信号运放Asb2的反相输入端连接,另一端连接到控制电路工作电源负极端ESN。摆仰信号反馈分压电阻Rsb6的一端与摆仰信号运放Asb2的正相输入端连接,另一端接地。摆仰信号运放Asb2的负极电源端连接到控制电路工作电源负极端ESN
在图28所示的多形变铸件修磨加工旋摆信号检测变换电路图中:旋摆信号分压电阻Rsr1的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与旋摆信号比较运放Asr1的同相输入端连接。旋摆信号平衡电阻Rsr2的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与旋摆信号比较运放Asr1的反相输入端连接。旋摆信号比较运放Asr1的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP。旋摆信号光耦LCr的正极输入端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输入端与旋摆信号耦合电位器Gr的一静臂连接;旋摆信号光耦LCr的正极输出端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输出端与旋摆信号运放Asr2的反相输入端连接。旋摆信号运放Asr2的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP。旋摆信号比较运放Asr1的同相输入端引出作为旋摆进给传感电位信号sr输入端。旋摆信号比较运放Asr1的输出端与旋摆信号耦合电位器Gr的动臂连接。旋摆信号反馈电阻Rsr5的一端与旋摆信号运放Asr2的正相输入端连接,另一端与旋摆信号运放Asr2的输出端连接;旋摆信号运放Asr2的输出端引出作为旋摆进给反馈信号rf的输出端。旋摆角位移传感器16.1中旋摆角位移传感器等效电阻Rr的一静臂连同动臂均与旋摆信号比较运放Asr1的同相输入端连接;另一静臂接地。旋摆信号平衡调节电阻Rsr3的一静臂连同动臂均与旋摆信号比较运放Asr1的反相输入端连接;另一静臂接地。旋摆信号比较运放Asr1的负极电源端接地。旋摆信号TVS二极管TVSr的负极与旋摆信号耦合电位器Gr的另一静臂连接,正极接地。旋摆信号负载电阻Rsr4的一端与旋摆信号运放Asr2的反相输入端连接,另一端连接到控制电路工作电源负极端ESN。旋摆信号反馈分压电阻Rsr6的一端与旋摆信号运放Asr2的正相输入端连接,另一端接地。旋摆信号运放Asr2的负极电源端连接到控制电路工作电源负极端ESN
在图29所示的多形变铸件修磨加工装置的砂轮半径信号检测变换电路图中:红外分压电阻Rsg1的一端连接到驱动电路工作电源正极端EP,另一端连接到砂轮边沿传感器44中红外发射二极管Ledg的正极端。砂轮信号分压电阻Rsg2的一端连接到驱动电路工作电源正极端EP,另一端连接到砂轮边沿传感器44中红外传感器Rdg的正极端。砂轮信号平衡电阻Rsg3的一端连接到驱动电路工作电源正极端EP,另一端与砂轮信号比较运放Asg1的反相输入端连接。砂轮信号比较运放Asg1的正极电源端连接到驱动电路工作电源正极端EP。砂轮信号光耦LCg的正极输入端连接到驱动电路工作电源正极端EP,负极输入端与砂轮信号耦合电位器Gg的一静臂连接;砂轮信号光耦LCg的正极输出端连接到驱动电路工作电源正极端EP,负极输出端与砂轮信号运放Asg2的反相输入端连接。上分压电阻Rsg4的一端连接到驱动电路工作电源正极端EP,另一端与砂轮信号运放Asg2的同相输入端连接。,砂轮信号运放Asg2的正极电源端连接到驱动电路工作电源正极端EP。嵌位二极管Dg的负极连接到驱动电路工作电源正极端EP,正极与砂轮信号运放Asg2的输出端连接;砂轮信号运放Asg2的输出端引出作为红外传感电位信号sg的输出端。砂轮信号比较运放Asg1的输出端与砂轮信号耦合电位器Gg的动臂连接;砂轮信号耦合电位器Gg的另一静臂与砂轮信号TVS二极管TVSg的负极连接。砂轮边沿传感器44中红外发射二极管Ledg的负极接地;砂轮边沿传感器44中红外传感器Rdg的负极接地。砂轮信号平衡调节电阻Rsg5的一静臂连同动臂均连接到砂轮信号比较运放Asg1的反相输入端;另一静臂接地。砂轮信号比较运放Asg1的负极电源端接地。砂轮信号TVS二极管TVSg的正极接地。砂轮信号负载电阻Rsg6的一端与砂轮信号运放Asg2的反相输入端连接;另一端接地。下分压电阻Rsg7的一端与砂轮信号运放Asg2的同相输入端连接;另一端接地。砂轮信号比较运放Asg1的负极电源端接地。
在图30所示的多形变铸件修磨加工水平进给控制系统框图中:多形变铸件修磨加工水平进给控制系统由比较器水平进给控制计算环节Ch、前置放大环节AEh、驱动执行环节Dh、液压放大环节AV、液压执行环节AP和水平进给信号检测变换环节Trh构成。由加工程序或初始设置计算给出的水平进给给定信号hR,经比较器与水平进给反馈信号hf比较,得出水平进给偏差信号⊿h;在水平进给控制计算环节Ch,水平进给偏差信号⊿h转为水平进给控制信号h;经前置放大环节AEh放大,水平进给控制信号h成为水平进给驱动信号hD;在驱动执行环节Dh,水平进给驱动信号hD转换为阀芯位移量hV,经液压放大环节AV控制、放大,阀芯位移量hV转换为压力液流量q;在液压执行环节AP,压力液流量q转换为水平进给位移量ho;经水平进给信号检测变换环节Trh转换,水平进给位移量ho又成为水平进给反馈信号hf
在图31所示的多形变铸件修磨加工垂直进给控制系统框图中:多形变铸件修磨加工垂直进给控制系统由经比较器垂直进给控制计算环节Cv、垂直进给放大环节AEv、垂直进给执行环节Mv和垂直进给信号检测变换环节Trv构成。由加工程序或初始设置计算给出的垂直进给给定信号vR,经比较器与垂直进给反馈信号vf比较,得出垂直进给偏差信号⊿v;在垂直进给控制计算环节Cv,垂直进给偏差信号⊿v转换为垂直进给控制信号v;经垂直进给放大环节AEv放大,垂直进给控制信号v成为垂直进给驱动信号vD;在垂直进给执行环节Mv,垂直进给驱动信号vD转换为垂直进给位移量vo;经垂直进给信号检测变换环节Trv转换,垂直进给位移量vo又成为垂直进给反馈信号vf
在图32所示的多形变铸件修磨加工圈摆仰控制系统框图中:多形变铸件修磨加工圈摆仰控制系统由比较器摆仰程序控制计算环节CbP、摆仰参数控制计算环节Cb、加法器⊕、摆仰信号放大环节Ab、摆仰执行环节Mb和摆仰信号检测变换环节Trb构成。由加工程序给出的摆仰程序给定信号bP,经摆仰程序控制计算环节CbP处理,成为摆仰程序控制信号b1;同时,由初始设置计算给出的摆仰角给定信号bR,经比较器与摆仰角度反馈信号bf比较,得出摆仰角偏差信号⊿b;经摆仰参数控制计算环节Cb处理,摆仰角偏差信号⊿b成为摆仰参数控制信号b2;摆仰程序控制信号b1和摆仰参数控制信号b2在加法器⊕中相加,得出摆仰控制信号b;经摆仰信号放大环节Ab放大,摆仰控制信号b成为摆仰驱动信号bD;在摆仰执行环节Mb,摆仰驱动信号bD转换为摆仰角度bo;经摆仰信号检测变换环节Trb转换,摆仰角度bo又成为摆仰角度反馈信号bf
在图33所示的多形变铸件修磨加工盘旋摆控制系统框图中:多形变铸件修磨加工盘旋摆控制系统由比较器旋摆程序控制计算环节CrP、旋摆参数控制计算环节Cr、加法器⊕、旋摆信号放大环节Ar、旋摆执行环节Mr、旋摆信号检测变换环节Trr构成。由加工程序给出的旋摆程序给定信号rP,经旋摆程序控制计算环节CrP处理,成为旋摆程序控制信号r1;同时,由初始设置计算给出的旋摆给定信号rR,经比较器与盘旋摆角度反馈信号rf比较,得出旋摆偏差信号⊿r;经旋摆参数控制计算环节Cr处理,旋摆偏差信号⊿r成为旋摆参数控制信号r2;旋摆程序控制信号r1和旋摆参数控制信号r2在加法器⊕中相加,得出旋摆控制信号r;经旋摆信号放大环节Ar放大,旋摆控制信号r成为旋摆驱动信号rD;在旋摆执行环节Mr,旋摆驱动信号rD转换为旋摆角度ro;经旋摆信号检测变换环节Trr转换,旋摆角度ro又成为盘旋摆角度反馈信号rf
在图34所示的多形变铸件修磨加工装置系统软件架构图中:多形变铸件修磨系统软件包括进给子系统和打磨子系统。进给子系统包括水平进给部和垂直进给部。打磨子系统包括砂轮部、圈摆仰部、盘旋摆部和喷淋部。
水平进给部由参数处理、程序处理、数据计算和数据存储模块组成。垂直进给部也由自己的参数处理、程序处理、数据计算和数据存储模块组成。
砂轮部包含数据处理模块。圈摆仰部由参数处理、程序处理、数据计算和数据存储模块组成。盘旋摆部也由自己的参数处理、程序处理、数据计算和数据存储模块组成。
运行时,多形变铸件修磨系统在总体上将拟加工工件结构参数、图纸数据、加工程序、全局变量和局部变量,按水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆自由度进行分解、分配;向水平进给部、垂直进给部、圈摆仰部、盘旋摆部和砂轮部下达对应局部参数、数据、指令;同时接收水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆和砂轮磨损各进程、状态反馈数据;并在总体上同步控制水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆各部数据流和运行节骤。
水平进给部从多形变铸件修磨系统总体接受水平进给局部参数、数据、指令,通过其参数处理、程序处理和数据计算模块的处理、计算,得到水平进给所需水平进给给定数据,再通过数据存储模块存储,并向总体反馈水平进给给定数据:同时通过数据存储模块中数模转换子模块的转换,将水平进给给定数据转换为水平进给给定信号hR,向多形变铸件修磨加工水平进给控制系统送出。
垂直进给部从多形变铸件修磨系统总体接受垂直进给局部参数、数据、指令,通过其参数处理、程序处理和数据计算模块的处理、计算,得到垂直进给所需垂直进给给定数据,再通过数据存储模块存储,并向总体反馈垂直进给各进程数据:同时通过数据存储模块中数模转换子模块的转换,将垂直进给给定数据转换为垂直进给给定信号vR,向多形变铸件修磨加工垂直进给控制系统送出。
圈摆仰部从多形变铸件修磨系统总体接受圈摆仰局部参数、数据、指令,通过其参数处理、程序处理和数据计算模块的处理、计算,得到摆仰所需摆仰程序给定数据和摆仰角给定数据,再通过数据存储模块存储,并向总体反馈圈摆仰各进程数据:同时通过数据存储模块中数模转换子模块的转换,分别将摆仰程序给定数据和摆仰角给定数据转换为摆仰程序给定信号bP和摆仰角给定信号bR,向多形变铸件修磨加工摆仰控制系统送出。
盘旋摆部从多形变铸件修磨系统总体接受盘旋摆局部参数、数据、指令,通过其参数处理、程序处理和数据计算模块的处理、计算,得到旋摆所需旋摆程序给定数据和旋摆给定数据,再通过数据存储模块存储,并向总体反馈盘旋摆各进程数据:同时通过数据存储模块中数模转换子模块的转换,分别将旋摆程序给定数据旋摆角给定数据转换为旋摆程序给定信号rP旋摆角给定信号rR,向多形变铸件修磨加工旋摆控制系统送出。
喷淋部从多形变铸件修磨系统总体接受喷淋运行局部指令,并通过其处理,得到喷淋运行所需喷淋操作信号w指令,操作喷淋开启(w=1)、关停(w=0)。
在图3、4、9、15所示的多形变铸件修磨加工装置结构视图图和图34所示的多形变铸件修磨加工装置系统软件架构图中:砂轮部从多形变铸件修磨系统总体接受砂轮运行局部参数、数据、指令,通过其数据处理模块的处理,得到砂轮运行所需数据和砂轮操作信号g指令,通过高电平(g=1)指令或低电平(g=0)指令,分别操作砂轮电动机9电源开关的通(g=1)或断(g=0),即分别操作砂轮运行的开启或关停:同时通过数据处理模块中模数转换子模块的转换,将砂轮运行状态的砂轮半径反馈信号rG转换为砂轮运行状态的砂轮磨损变量⊿RG,向总体反馈。
在图35所示的多形变铸件修磨加工装置系统软件总体流程图中:
多形变铸件修磨加工装置系统软件总体流程以人工检查、确认工作准备状态(如电、水、压力液、工件卡夹等装备就绪)和程序的机器自检开始;如果确认无误且自检通过,则通过多形变铸件修磨系统的人机界面进行诸如工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、水平进给初始位参考值H0、垂直进给初始位参考值V0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G,砂轮半径RG、砂轮极限剩余半径Rm、加工进深H、加工摆长R、第一弯曲段轴线半径R1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴线半径R2、颈部直径Φ1、口部直径Φ2、打磨环1/4周期TC和控制周期⊿T的参数设置;然后,设置水平进给参考值变量HI、垂直进给参考值变量VI、水平进给量变量hI、垂直进给量变量vI、摆仰角度变量bI、旋摆角度变量rI、弯曲段直径扩张量变量⊿Φ、打磨时间变量T、砂轮磨损变量⊿RG、砂轮半径变量RI、工件半径变量RW、摆仰角斜边变量RS、水平进给速度变量vh、垂直进给速度变量vy、旋摆角速度变量vr及其字长;最后,操作启动,转到Step1,否则停机。
Step1.接到启动指令,按⊿Φ=18⊿G(Φ21)/((4(R11/2)+3(R22/2))π),对弯曲段直径扩张量⊿Φ赋值,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RG-⊿RG,将水平进给参考值变量HI赋值为HI=H0,将垂直进给参考值变量VI赋值为VI=V0,将摆仰角斜边变量RS赋值为RS=R+R1,将工件半径变量RW赋值为RW=Φ1/2。
同时,按摆仰角的0°初始位对摆仰角给定信号bR赋值,按rR=sin-1((Φ2/2+RI)/R)+⊿Φ对旋摆给定信号rR赋值,即控制圈、盘角预备。
Step2.按HI-H对水平进给给定信号hR赋值,按VI-RS对垂直进给给定信号vR赋值,即控制进给到位。
Step3.将喷淋操作信号w赋值为w=1,即喷淋开启。
Step4.将砂轮操作信号g赋值为g=1,即砂轮开启。
Step5.进入直棒与弯曲过渡段打磨过程Proc0:
Step6.判断砂轮工况,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RI-⊿RG;若磨损超限,即RI≤Rm,则跳转到Step10。
Step7.进入弯曲段打磨过程Proc1:
Step8.判断砂轮工况,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RI-⊿RG;若磨损超限,即RI≤Rm,则跳转到Step11。
Step9.判断弯曲段轴线半径变换点到达情况,若摆仰角度bo≥40°,则将水平进给参考值变量HI赋值为HI=H0-0.6428R0,则将垂直进给参考值变量VI赋值为VI=V0-0.766R0,摆仰角斜边变量RS赋值为RS=R+R2
Step10.判断弯曲段轴线半径变换角度到达情况,若摆仰角度bo>70°,则跳转到Step11;否则,以推进量⊿G/2和扩张量⊿Φ/2重复Proc1的过程。
Step11.将砂轮操作信号g赋值为g=0,即砂轮关停。
Step12.将喷淋操作信号w赋值为w=0,即喷淋关停。
Step13.将水平进给给定信号hR赋值为0,将摆仰角给定信号bR赋值为0,即控制水平进给和摆仰角复位。
Step14.将垂直进给给定信号vR赋值为0,将旋摆角给定信号rR赋值为0,即控制垂直进给和盘旋摆角复位。
最后,人工停机。

Claims (6)

1.一种多形变铸件修磨旋摆控制方法,通过应用多形变铸件修磨加工装置及其系统软件配合运行来实现;其特征是:
多形变铸件修磨加工装置的加工部机构C执行以摆仰角度bo、旋摆角度ro修磨工件B的任务;旋摆角度ro以逆时针箭头标注正向;砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G按砂轮边沿柱侧面紧实接触工件弯曲段凸面的最小打磨推进量计算,根据工件号和所选砂轮规格确定;第一弯曲段轴心线圆心O1作为进给动点,通过水平进给初始位参考值H0和垂直进给初始位参考值V0测度,相对加工自由度基准直角坐标系原点O,依据工件结构视图,相对加工自由度基准直角坐标系原点O和基准直角坐标系纵轴y,利用砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G、砂轮半径RG、加工进深H、加工摆长R,和第一弯曲段轴心线圆心O1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴心线圆心O2相对直角坐标系xOy的进给值,计算确定摆仰角度bo、旋摆角度ro的给定值和程序给定值;
多形变铸件修磨加工装置通过各自由度控制系统的控制执行环节及工作电源,将软、硬件结合并支撑运行;总控开关KC为按钮操作接触器,用来将380V三相交流电接入多形变铸件修磨加工装置;A、B和C相线路通过旋摆驱动断路器Sr与盘旋摆驱动电机驱动器Drr连接;其中一相线路通过电源组断路器SU接入计算机工作电源组UPS;零线直接接入盘旋摆驱动电机驱动器Drr和计算机工作电源组UPS;盘旋摆驱动电机驱动器Drr由旋摆驱动信号rD控制驱动;盘旋摆驱动电机驱动器Drr为永磁伺服电机专用AC/DC/AC-SPWM三相驱动电路模块;工控计算机ICC为本多形变铸件修磨加工装置的控制核心和软件载体;工控计算机ICC的计算机工作电源组UPS为多组直流输出电源装置;
多形变铸件修磨系统软件包括进给子系统和打磨子系统;进给子系统包括水平进给部和垂直进给部;打磨子系统包括砂轮部、圈摆仰部、盘旋摆部和喷淋部;
多形变铸件修磨加工盘旋摆控制系统由比较器旋摆程序控制计算环节CrP、旋摆参数控制计算环节Cr、加法器⊕、旋摆信号放大环节Ar、旋摆执行环节Mr、旋摆信号检测变换环节Trr构成;由加工程序给出的旋摆程序给定信号rP,经旋摆程序控制计算环节CrP处理,成为旋摆程序控制信号r1;同时,由初始设置计算给出的旋摆给定信号rR,经比较器与盘旋摆角度反馈信号rf比较,得出旋摆偏差信号⊿r;经旋摆参数控制计算环节Cr处理,旋摆偏差信号⊿r成为旋摆参数控制信号r2;旋摆程序控制信号r1和旋摆参数控制信号r2在加法器⊕中相加,得出旋摆控制信号r;经旋摆信号放大环节Ar放大,旋摆控制信号r成为旋摆驱动信号rD;在旋摆执行环节Mr,旋摆驱动信号rD转换为旋摆角度ro;经旋摆信号检测变换环节Trr转换,旋摆角度ro又成为盘旋摆角度反馈信号rf
盘旋摆驱动电机由盘旋摆驱动电机驱动器Drr以三相正弦电流驱动运行;砂轮电动机(9)由砂轮电动机信号操作开关Kg操作开停;盘旋摆驱动电机通过盘圈啮合部,带动旋盘产生旋摆角度ro;盘旋摆驱动电机、盘圈啮合部和旋盘构成了旋摆执行环节Mr将旋摆驱动信号rD转换为旋摆角度ro;计算机工作电源组UPS的12V输出线引出作为驱动电路工作电源正极端EN,-12V输出线引出作为驱动电路工作电源负极端EP,5V输出线引出作为控制电路工作电源正极端ESP,-5V输出线引出作为控制电路工作电源负极端ESN
运行时,多形变铸件修磨系统在总体上将拟加工工件结构参数、图纸数据、加工程序、全局变量和局部变量,按水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆自由度进行分解、分配;向水平进给部、垂直进给部、圈摆仰部、盘旋摆部和砂轮部下达对应局部参数、数据、指令;同时接收水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆和砂轮磨损各进程、状态反馈数据;并在总体上同步控制水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆各部数据流和运行节骤。
2.根据权利要求1所述的多形变铸件修磨旋摆控制方法,其特征是:圈摆体为圆环形结构,环内套装旋盘;圈摆体通过旋盘轴承机构与旋盘构成切向滚滑动配合;圈摆体的上部制成旋摆驱动部;旋摆驱动部通过盘圈啮合部,带动旋盘在圈摆体内旋转;旋盘的左上面为加工工作面,配有用以覆盖整个旋盘和旋盘轴承机构的防护板;旋盘的上中位穿套有喷淋管;喷淋管的左部向下弯曲,管口以喷嘴朝向砂轮;喷淋管的右端接有喷淋伸缩管;通过喷淋伸缩管,喷淋管贯通、引入、连接到喷淋操作执行系统;旋盘的下中位装配有装配并带动砂轮的砂轮电动机。
3.根据权利要求1所述的多形变铸件修磨旋摆控制方法,其特征是:圈摆体为圆环形结构,环内同轴套装旋盘;圈摆体通过旋盘轴承机构与旋盘构成切向滚滑动配合;旋盘可在圈摆体内相对圈摆体同轴旋转;旋盘盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构;旋盘配合圈的内沿工作面一侧,面对砂轮边沿,左右对称装配一对砂轮边沿传感器;旋盘的工作面配有用以覆盖整个旋盘和旋盘轴承机构的防护板;圈摆体上装配有砂轮电动机、加工部伸缩电缆、喷淋管和砂轮;穿过旋盘和防护板,旋盘的下中位紧固装配有砂轮电动机;电动机轴端紧固装配并同轴带动砂轮;穿过旋盘和防护板,旋盘的上中位装配有喷淋管;喷淋管的管口以喷嘴朝向砂轮;在旋盘和防护板之间,砂轮电动机的驱动电缆与砂轮边沿传感器的信号线汇拢,并套为砂轮部电缆;在圈摆体的圈环内沿上部,圈摆体与防护板之间,沿圈摆体的圈环贴装有圆弧线型的旋摆角位移传感器。
4.根据权利要求1所述的多形变铸件修磨旋摆控制方法,其特征是:圈摆体为圆环形结构,环内同轴套装旋盘;圈摆体通过旋盘轴承机构与旋盘构成切向滚滑动配合;圈摆体的上部制成旋摆驱动部;旋摆驱动部内部装配盘旋摆驱动电机;盘旋摆驱动电机为外转子永磁伺服电机,以其外转子带动旋摆驱动部;旋摆驱动部的外齿与旋盘的外齿啮合,构成盘圈啮合部;通过盘圈啮合部,旋摆驱动部带动旋盘在圈摆体内相对圈摆体同轴旋转;盘旋摆驱动电机的内定子紧固装配于圈摆体的上部;加工部伸缩电缆从盘旋摆驱动电机的外端轴内引出;旋盘盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构;旋盘的工作面配有用以覆盖整个旋盘和旋盘轴承机构的防护板;圈摆体上装配有砂轮电动机、加工部伸缩电缆、喷淋管和砂轮;穿过旋盘和防护板,旋盘的下中位紧固装配有砂轮电动机;电动机轴端紧固装配并同轴带动砂轮;在工作面背侧,喷淋管与喷淋伸缩管接续、贯通;穿过旋盘和防护板,旋盘的上中位装配有喷淋管;喷淋管的管口以喷嘴朝向砂轮;在旋盘和防护板之间,砂轮部电缆沿旋盘的盘面敷向喷淋管的穿套处,与喷淋管汇拢,并套穿过为旋盘盘壁;在工作面背侧,加工部伸缩电缆与砂轮部电缆汇拢,并列为加工部电缆束;在圈摆体的圈环内沿上部,圈摆体与防护板之间,沿圈摆体的圈环贴装有圆弧线型的旋摆角位移传感器;旋摆角位移传感器的圆弧内侧制有旋摆角位移传感传动卡销,该传动卡销由旋盘纵轴线顶部的卡槽配合带动。
5.根据权利要求1所述的多形变铸件修磨旋摆控制方法,其特征是:圈摆体为圆环形结构,圆环内边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部的内齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构;圆环内同轴套装旋盘;旋盘盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构;圈摆体通过旋盘轴承机构与旋盘构成切向滚滑动配合;旋盘可在圈摆体内相对圈摆体同轴旋转。
6.根据权利要求1所述的多形变铸件修磨旋摆控制方法,其特征是:多形变铸件修磨加工旋摆信号检测变换电路为两级运放信号处理电路;旋摆信号分压电阻Rsr1的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与旋摆信号比较运放Asr1的同相输入端连接;旋摆信号平衡电阻Rsr2的一端连接到控制电路工作电源正极端ESP,另一端与旋摆信号比较运放Asr1的反相输入端连接;旋摆信号比较运放Asr1的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP;旋摆信号光耦LCr的正极输入端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输入端与旋摆信号耦合电位器Gr的一静臂连接;旋摆信号光耦LCr的正极输出端连接到控制电路工作电源正极端ESP,负极输出端与旋摆信号运放Asr2的反相输入端连接;旋摆信号运放Asr2的正极电源端连接到控制电路工作电源正极端ESP;旋摆信号比较运放Asr1的同相输入端引出作为旋摆进给传感电位信号sr输入端;旋摆信号比较运放Asr1的输出端与旋摆信号耦合电位器Gr的动臂连接;旋摆信号反馈电阻Rsr5的一端与旋摆信号运放Asr2的正相输入端连接,另一端与旋摆信号运放Asr2的输出端连接;旋摆信号运放Asr2的输出端引出作为旋摆进给反馈信号rf的输出端;旋摆角位移传感器中旋摆角位移传感器等效电阻Rr的一静臂连同动臂均与旋摆信号比较运放Asr1的同相输入端连接;另一静臂接地;旋摆信号平衡调节电阻Rsr3的一静臂连同动臂均与旋摆信号比较运放Asr1的反相输入端连接;另一静臂接地;旋摆信号比较运放Asr1的负极电源端接地;旋摆信号TVS二极管TVSr的负极与旋摆信号耦合电位器Gr的另一静臂连接,正极接地;旋摆信号负载电阻Rsr4的一端与旋摆信号运放Asr2的反相输入端连接,另一端连接到控制电路工作电源负极端ESN;旋摆信号反馈分压电阻Rsr6的一端与旋摆信号运放Asr2的正相输入端连接,另一端接地;旋摆信号运放Asr2的负极电源端连接到控制电路工作电源负极端ESN
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