CN107234546A - 一种磨床进给控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磨床进给控制系统，包括机架、滑动连接于机架上的砂轮架、转动连接于砂轮架的砂轮、控制砂轮转动的砂轮电机以及控制砂轮架移动的伺服电机，伺服电机连接有进给控制系统，进给控制系统包括，检测单元，用于检测砂轮与工件达到安全距离瞬间产生的声波，并输出声波检测信号；放大器，耦接于检测单元，用于将声波检测信号进行放大处理，并输出第一控关信号；控制模块，耦接于放大器，用于接收并响应于第一控关信号，以控制伺服电机的转速。本发明的一种磨床进给控制系统，以使砂轮在安全范围内快速进给，从而压缩加工时间，提高生产效率，又在接近工件时转为慢速进给，也保证加工的安全性。

Description

一种磨床进给控制系统
技术领域
本发明涉及磨床技术领域，更具体地说，它涉及一种磨床进给控制系统。
背景技术
磨床，是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床，大多数的磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工。磨削时，必须在砂轮转动平衡后方可进刀；且在砂轮进给时，应正确掌握好进给量；不能将砂轮一下就接触工件，应留存空隙（安全距离），然后缓慢进给，避免砂轮快速进给直接碰触到工件而将工件弹出伤人，造成危险。
在传统的砂轮进给系统中，通过人工判断安全距离，当砂轮快速进给到主观意识的安全距离后，开始以安全的加工速度慢速向工件进给，而通过主观意识判断的安全距离与实际的安全距离又相对大了很多，以造成进给的时间大大增加；一个工件的加工时间为几秒，而整个进给过程中的慢速进给过程就需花费1-2秒，导致大大降低了生产加工效率。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种磨床进给控制系统，以使得砂轮在安全范围内保持快速进给，从而压缩加工时间，提高生产效率，又在接近工件时转为慢速进给，也保证了加工的安全性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种磨床进给控制系统，包括机架、滑动连接于机架上的砂轮架、转动连接于砂轮架的砂轮、控制砂轮转动的砂轮电机以及控制砂轮架移动的伺服电机，所述伺服电机连接有进给控制系统，所述进给控制系统包括，检测单元，设置于砂轮架边侧，且靠近砂轮一端，用于检测砂轮与工件达到安全距离瞬间产生的声波，并输出声波检测信号；放大器，耦接于所述检测单元，用于将声波检测信号进行放大处理，并输出第一控关信号；控制模块，耦接于所述放大器，用于接收并响应于所述第一控关信号，以控制伺服电机的转速；当砂轮与工件达到安全距离前，所述控制模块控制伺服电机为第一转速；当砂轮与工件达到安全距离时，所述控制模块控制伺服电机为第二转速，所述第一转速大于第二转速，所述第二转速为安全的加工转速。
通过采用上述技术方案，在砂轮进给时，砂轮与工件都在转动，若砂轮快速进给直接碰触到工件，会导致工件被直接弹出，造成危险，故不能将砂轮一下就接触工件，应留存空隙（安全距离），然后以安全的加工速度缓慢进给；在砂轮架上安装一检测单元，用于检测砂轮与工件达到安全距离瞬间产生的声波，并输出声波检测信号，经放大器后发送至控制模块，当砂轮与工件达到安全距离前，控制模块则控制伺服电机为第一转速；当砂轮与工件达到安全距离时，控制模块则控制伺服电机为第二转速，这样可以使得砂轮在安全范围内保持快速进给，从而压缩加工时间，提高生产效率，又在接近工件时转为慢速进给，使得砂轮以安全的加工速度缓慢与工件接触，也保证了加工的安全性。
本发明进一步设置为：所述检测单元包括AE传感器，所述AE传感器固定于砂轮架边侧，且靠近砂轮一端，所述AE传感器耦接于放大器，并输出声波检测信号。
通过采用上述技术方案，AE传感器用于检测砂轮与工件达到安全距离瞬间产生的声波，且最小检测单位为1-2μm。
本发明进一步设置为：所述AE传感器通过设置有磁性体固定于砂轮架边侧，且靠近砂轮一端。
通过采用上述技术方案，通过磁性体将AE传感器固定在砂轮架边侧，以便于AE传感器的拆装。
本发明进一步设置为：所述AE传感器通过设置有卡接件固定于砂轮架边侧，且靠近砂轮的一端，所述砂轮架开设有呈上端开口的卡槽，所述卡槽与卡接件相配合，所述卡槽的开口卡接有与卡槽过盈配合的橡胶塞，所述橡胶塞的下端抵接于卡接件的上端。
通过采用上述技术方案，将AE传感器固定在卡接件上，然后将卡接件可拆卸地卡接在砂轮架开设的卡槽内，并在卡槽的开口处过盈配合地卡接一橡胶塞，以便于AE传感器的拆装，且保证卡接件不会从卡槽中脱落。
本发明进一步设置为：所述砂轮架设置有起始位，所述砂轮通过设置有轴承转动连接于砂轮架，所述轴承设置有温度传感器，用于检测轴承的温度，并输出温度检测信号，所述温度传感器的输出端耦接于控制模块的输入端，所述控制模块的输出端与砂轮电机相连接，当所述温度检测信号高于预定值时，所述控制模块控制伺服电机启动，以控制砂轮架复位至起始位，同时控制模块控制砂轮电机关闭。
通过采用上述技术方案，砂轮的轴承温度超过60°C时必须停车，待温度恢复正常后再工作，否者会影响到磨床的正常安全使用；故通过温度传感器实时对轴承进行温度检测，并输出温度检测信号，当温度检测信号大于预定值时，控制模块则控制伺服电机启动，以控制砂轮架复位至起始位，同时控制模块控制砂轮电机关闭，以避免持续的高温影响磨床的正常安全使用，提高磨床的安全性。
本发明进一步设置为：所述温度传感器的输出端耦接有防干扰模块，用于根据预定时间内温度检测信号的变化情况输出第二控关信号，所述防干扰模块的输出端耦接于控制模块的输入端。
通过采用上述技术方案，温度传感器检测到的温度可能会由外界其他因素引起，而非真正轴承达到的温度；故设置一防干扰模块，通过防干扰模块根据预定时间内温度检测信号的变化情况来输出第二控关信号，从而控制模块根据第二控关信号来控制砂轮电机与伺服电机，避免外界其他因素对控制系统造成干扰。
本发明进一步设置为：所述防干扰模块包括，延时电路，其输入端耦接于所述温度传感器的输出端并输出一延时温度检测信号；与门，具有两个输入端与一个输出端，其第一输入端与延时电路的输出端耦接，第二输入端与温度传感器的输出端耦接，其输出端输出第二控关信号。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一，在砂轮架上安装一检测单元，用于检测砂轮与工件达到安全距离瞬间产生的声波，并输出声波检测信号，经放大器后发送至控制模块，当砂轮与工件达到安全距离前，控制模块则控制伺服电机为第一转速，当砂轮与工件达到安全距离时，控制模块则控制伺服电机为第二转速，这样可以使得砂轮在安全范围内保持快速进给，从而压缩加工时间，提高生产效率，又在接近工件时转为慢速进给，也保证了加工的安全性；
其二，通过温度传感器实时对轴承进行温度检测，当温度检测信号大于预定值时，控制模块则控制伺服电机启动，以控制砂轮架复位至起始位，同时控制模块控制砂轮电机关闭，以避免持续的高温影响磨床的正常安全使用，提高磨床的安全性；
其三，设置一防干扰模块根据预定时间内温度检测信号的变化情况来输出第二控关信号，从而控制模块根据第二控关信号来控制砂轮电机与伺服电机，避免外界其他因素对控制系统造成干扰。
附图说明
图1为本实施例一的结构示意图一，显示了整体的连接结构；
图2为图1的A部局部放大示意图，显示了磁性体与AE传感器的连接结构；
图3为本实施例一的结构示意图二，显示了丝杆与砂轮架的连接结构；
图4为本实施例一的剖视图，显示了砂轮电机与砂轮的连接结构；
图5为本实施例一的系统框图；
图6为延时电路的电路图；
图7为本实施例二的结构示意图；
图8为图7的B部局部放大示意图，显示了卡槽、卡接件和橡胶塞的连接结构。
图中：1、机架；2、砂轮架；3、砂轮；4、砂轮电机；5、伺服电机；6、AE传感器；7、放大器；8、控制模块；9、磁性体；10、卡接件；11、卡槽；12、橡胶塞；13、丝杆；15、轴承；16、温度传感器；17、防干扰模块；18、主轴；19、尾座；20、顶尖。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
实施例一：一种磨床进给控制系统，如图1所示，如图1、图2、图3所示，包括机架1、分别设置于机架1长度方向两端的主轴18和尾座19、沿机架1宽度方向滑动连接于机架1上的砂轮架2、通过轴承15转动连接于砂轮架2的砂轮3、通过皮带传动控制砂轮3转动的砂轮电机4（见图4）以及控制砂轮架2移动的伺服电机5，尾座19沿机架1长度方向滑移连接于机架1上，尾座19朝向主轴18一侧固定有顶尖20，工件一端夹持于主轴18内，其另一端通过顶尖20固定，砂轮架2下端贯穿螺纹连接有丝杆13，且丝杆13的两端转动连接于机架1上，伺服电机5连接于丝杆13远离工件的一端，以控制丝杆13转动，从而控制砂轮架2沿机架1宽度方向滑移，当对工件进行磨削加工时，控制伺服电机5正转，使得砂轮架2向工件方向进给。
然而，如图2、图3、图5所示，在砂轮3进给时，砂轮3与工件都在转动，若砂轮3快速进给直接碰触到工件，会导致工件被直接弹出，造成危险，故不能将砂轮3一下就接触工件，应留存空隙即安全距离，然后以安全的加工速度缓慢进给；因此用于控制砂轮架2移动的伺服电机5连接一进给控制系统，该进给控制系统包括，检测单元，设置于砂轮架2边侧，且靠近砂轮3一端，用于检测砂轮3与工件达到安全距离瞬间产生的声波，并输出声波检测信号；放大器7，耦接于检测单元，用于将声波检测信号进行放大处理，并输出第一控关信号；控制模块8，耦接于放大器7，用于接收并响应于第一控关信号，以控制伺服电机5的转速；当砂轮3与工件达到安全距离前，控制模块8控制伺服电机5为第一转速；当砂轮3与工件达到安全距离时，控制模块8控制伺服电机5为第二转速，第一转速大于第二转速，第二转速为安全的加工转速。
其中，如图2所示，检测单元包括AE传感器6，该AE传感器6通过磁性体9固定于砂轮架2靠近工件一侧的边侧，且靠近砂轮3一端，且该磁性体9为钕铁硼磁铁，AE传感器6耦接于放大器7（见图5），并输出声波检测信号。
本发明中的控制模块8为PLC控制器。
在砂轮架2靠近工件一侧的边侧安装AE传感器6，用来检测砂轮3与工件到达安全距离瞬间产生的声波，并输出声波检测信号，同时经放大器7进行信号放大处理后输出第一控关信号发送至控制模块8，则控制模块8根据该第一控关信号控制伺服电机5的转速；且当砂轮3与工件达到安全距离前，控制模块8则控制伺服电机5保持为第一转速；当砂轮3与工件达到安全距离时，控制模块8则控制伺服电机5转变为第二转速，这样可以使得砂轮3在安全范围内时保持快速进给，从而大大缩短工件加工的时间，提高生产效率，又在砂轮3接近工件时转变为慢速进给，使得砂轮3以安全的加工速度缓慢与工件接触，也保证了加工的安全性。
如图2、图5所示，又因当砂轮3的轴承15温度超过60°C时必须停车，待温度恢复正常后再工作，否者会影响到磨床的正常安全使用；故将砂轮架2设置一起始位，该起始位远离工件，在轴承15上通过卡箍固定有温度传感器16，卡箍由导热性良好的金属制成，用于检测轴承15的温度，并输出温度检测信号，温度传感器16的输出端耦接于控制模块8的输入端，同时控制模块8的输出端与砂轮电机4相连接，且当温度传感器16输出的温度检测信号高于预定值时，控制模块8控制伺服电机8启动，以控制砂轮架2回至起始位，同时控制模块8控制砂轮电机4关闭。
如图5所示，为避免外界其他因素对温度传感器16造成影响，而导致误操作；温度传感器16的输出端耦接有防干扰模块17，用于根据预定时间内温度检测信号的变化情况输出第二控关信号，防干扰模块17的输出端耦接于控制模块8的输入端。
其中，如图5所示，防干扰模块17包括，延时电路，其输入端耦接于所述温度传感器16的输出端并输出一延时温度检测信号；与门AND_1，具有两个输入端与一个输出端，其第一输入端与延时电路的输出端耦接，第二输入端与温度传感器16的输出端耦接，其输出端输出第二控关信号。
如图6所示，本发明中的延时电路可以选择由555芯片为核心组成的延时电路，由于延时电路已被公开，为现有技术，本领域人员应当理解其工作原理，在此不再赘诉。
在轴承15上设置一温度传感器16，通过温度传感,16实时对轴承15进行温度检测，并输出温度检测信号，当温度检测信号大于预定值时，输入至延时电路延时预定时间后输出，若当下温度传感器16输出的温度检测信号仍大于预定值，则与门AND_1输出的第二控关信号为高电平，控制模块8则根据该第二控关信号控制伺服电机5启动，以控制砂轮架2复位至起始位，同时控制模块8控制砂轮电机4关闭，以避免持续的高温影响磨床的正常安全使用，提高磨床的安全性。
实施例二：一种磨床进给控制系统，如图7、图8所示，与实施例一的不同点在于：AE传感器6通过螺栓固定于卡接件10一侧，卡接件10横截面呈工字形，在砂轮架2靠近工件一边的边侧且靠近砂轮3的一端竖直开设与卡接件10相配合的卡槽11，卡槽11上端设有开口，卡接件10从卡槽11上端卡接入卡槽11内，从而将AE传感器6固定于砂轮架2上；为避免卡接件10从卡槽11内脱落，故在卡槽11上端开口处卡接一与卡槽11过盈配合的橡胶塞12，并使得橡胶塞12下端抵接于卡接件10的上端，从而将卡接件10稳固的卡接在卡槽11内，便于AE传感器6的拆装。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种磨床进给控制系统，包括机架（1）、滑动连接于机架（1）上的砂轮架（2）、转动连接于砂轮架（2）的砂轮（3）、控制砂轮（3）转动的砂轮电机（4）以及控制砂轮架（2）移动的伺服电机（5），其特征在于：所述伺服电机（5）连接有进给控制系统，所述进给控制系统包括，
检测单元，设置于砂轮架（2）边侧，且靠近砂轮（3）一端，用于检测砂轮（3）与工件达到安全距离瞬间产生的声波，并输出声波检测信号；
放大器（7），耦接于所述检测单元，用于将声波检测信号进行放大处理，并输出第一控关信号；
控制模块（8），耦接于所述放大器（7），用于接收并响应于所述第一控关信号，以控制伺服电机（5）的转速；
当砂轮（3）与工件达到安全距离前，所述控制模块（8）控制伺服电机（5）为第一转速；当砂轮（3）与工件达到安全距离时，所述控制模块（8）控制伺服电机（5）为第二转速，所述第一转速大于第二转速，所述第二转速为安全的加工转速。
2.根据权利要求1所述的一种磨床进给控制系统，其特征在于：所述检测单元包括AE传感器（6），所述AE传感器（6）固定于砂轮架（2）边侧，且靠近砂轮（3）一端，所述AE传感器（6）耦接于放大器（7），并输出声波检测信号。
3.根据权利要求2所述的一种磨床进给控制系统，其特征在于：所述AE传感器（6）通过设置有磁性体（9）固定于砂轮架（2）边侧，且靠近砂轮（3）一端。
4.根据权利要求2所述的一种磨床进给控制系统，其特征在于：所述AE传感器（6）通过设置有卡接件（10）固定于砂轮架（2）边侧，且靠近砂轮（3）的一端，所述砂轮架（2）开设有呈上端开口的卡槽（11），所述卡槽（11）与卡接件（10）相配合，所述卡槽（11）的开口卡接有与卡槽（11）过盈配合的橡胶塞（12），所述橡胶塞（12）的下端抵接于卡接件（10）的上端。
5.根据权利要求1所述的一种磨床进给控制系统，其特征在于：所述砂轮架（2）设置有起始位，所述砂轮（3）通过设置有轴承（15）转动连接于砂轮架（2），所述轴承（15）设置有温度传感器（16），用于检测轴承（15）的温度，并输出温度检测信号，所述温度传感器（16）的输出端耦接于控制模块（8）的输入端，所述控制模块（8）的输出端与砂轮电机（4）相连接，当所述温度检测信号高于预定值时，所述控制模块（8）控制伺服电机（8）启动，以控制砂轮架（2）复位至起始位，同时控制模块（8）控制砂轮电机（4）关闭。
6.根据权利要求5所述的一种磨床进给控制系统，其特征在于：所述温度传感器（16）的输出端耦接有防干扰模块（17），用于根据预定时间内温度检测信号的变化情况输出第二控关信号，所述防干扰模块（17）的输出端耦接于控制模块（8）的输入端。
7.根据权利要求6所述的一种磨床进给控制系统，其特征在于：所述防干扰模块（17）包括，
延时电路，其输入端耦接于所述温度传感器（16）的输出端并输出一延时温度检测信号；
与门，具有两个输入端与一个输出端，其第一输入端与延时电路的输出端耦接，第二输入端与温度传感器（16）的输出端耦接，其输出端输出第二控关信号。
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