CN109848815A - 智能控制磨床 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种智能控制磨床包括:机架；研磨平台，所述研磨平台与所述机架滑动连接；砂轮组件，所述砂轮组件位于所述研磨平台上方并与所述机架滑动连接；竖直移动装置，所述竖直移动装置安装于所述机架，所述竖直移动装置与所述砂轮组件连接；水平移动装置，所述水平移动装置安装于所述机架，所述水平移动装置与所述研磨平台连接；控制组件，所述控制组件分别与所述竖直移动装置和所述水平移动装置通过信号连接，所述控制组件可通过控制所述竖直移动装置和所述水平移动装置使所述砂轮组件远离或靠近所述研磨平台。本发明技术方案旨在提出一种智能控制磨床，可以代替人工实现手摇磨床的全部功能，提高效率并保证产品的合格率。

Description

智能控制磨床

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，特别涉及一种智能控制磨床。

背景技术

磨床为机械加工常用的加工设备，是利用磨具研磨工件之多余材料，从而获得所需要的形状、尺寸及精密加工面的一种机械设备，现有的磨床大多为手摇磨床，手摇磨床需要通过人工手摇调节砂轮和工作台之间的距离，耗时长，效率低且人工操作易有误差。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种智能控制磨床，旨在提出一种智能控制磨床，可以代替人工实现手摇磨床的全部功能，提高效率并保证产品的合格率。

为实现上述目的，本发明提出的智能控制磨床，包括:

机架；

研磨平台，所述研磨平台与所述机架滑动连接；

砂轮组件，所述砂轮组件位于所述研磨平台上方并与所述机架滑动连接；

竖直移动装置，所述竖直移动装置安装于所述机架，所述竖直移动装置与所述砂轮组件连接；

水平移动装置，所述水平移动装置安装于所述机架，所述水平移动装置与所述研磨平台连接；

控制组件，所述控制组件分别与所述竖直移动装置和所述水平移动装置通过信号连接，所述控制组件可通过控制所述竖直移动装置和所述水平移动装置使所述砂轮组件远离或靠近所述研磨平台。

优选地，所述竖直移动装置包括竖直电机和竖直丝杆，所述竖直丝杆固定连接于所述机架，所述竖直丝杆穿过所述砂轮组件设置，所述竖直电机与所述竖直丝杆连接，并带动所述竖直丝杆转动，以驱动所述砂轮组件在竖直方向上远离或靠近所述研磨平台。

优选地，所述水平移动装置包括第一移动组件和第二移动组件，所述第一移动组件的第一移动方向和所述第二移动组件的第二移动方向相交设置，所述第一移动组件和第二移动组件均设于所述机架，并驱动所述研磨平台于第一移动方向和第二移动方向上运动。

优选地，所述第一移动组件包括第一电机、皮带轮以及承载件，所述皮带轮固定连接于所述机架，所述承载件与所述皮带轮连接，所述承载件用以承载所述研磨平台，所述第一电机与所述皮带轮连接，并驱动所述皮带轮转动带动所述研磨平台在承载件所述第一移动方向上移动。

优选地，所述第二移动组件包括第二电机和水平丝杆，所述水平丝杆固定连接于所述机架，所述水平丝杆穿过所述承载件设置，所述第二电机与所述水平丝杆连接，并驱动所述承载件在相对于所述机架的所述第二移动方向上移动。

优选地，所述竖直丝杆为柱形螺母丝杆，当所述水平移动组件包括水平丝杆时，所述水平丝杆为柱形螺母丝杆。

优选地，所述智能控制磨床包括第一编码器和第二编码器，所述第一编码器固定连接所述机架，并与所述控制组件信号连接，所述第一编码器用于测量所述研磨砂轮在竖直方向上移动的距离，并将检测结果通过信号传输到所述控制组件；

所述第二编码器固定连接所述机架，并与所述控制组件信号连接，所述第二编码器用于测量所述研磨平台在第二移动方向上所移动的距离，并将检测结果通过信号传输到所述控制组件。

优选地，所述智能控制磨床设有智能传感器，所述智能传感器与所述控制组件信号连接，所述智能传感器用于检测所述砂轮组件的工作参数，并将检测到的所述工作参数通过信号连接传输到所述控制组件，由所述控制组件处理判断所述砂轮组件中砂轮的锋利程度。

优选地，所述智能传感器包括与所述控制组件信号连接的声音采集传感器和震动传感器，所述砂轮组件设有主轴，所述主轴与所述机架滑动连接，所述声音采集传感器连接于所述主轴靠近所述砂轮的一端，所述震动传感器固定连接于所述主轴，用于判断所述主轴的震动程度。

优选地，所述研磨砂轮设有用于记录砂轮组件的工作信息的编码件。

本发明技术方案通过在原有的手摇磨床基础结构上进行改造，通过在机架上滑动连接研磨平台和砂轮组件、以及分别设置水平移动装置与研磨平台连接和竖直移动装置与研磨砂轮连接，通过控制组件控制水平移动装置和竖直移动装置使研磨砂轮远离或靠近研磨平台，通过自动化控制替代人工操作，提高效率并保证产品的合格率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明智能控制磨床一实施例的结构示意图；

图2为图1中竖直移动装置的结构示意图；

图3为图1中水平移动装置的结构示意图；

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	智能控制磨床	521	第二电机
10	机架	522	水平丝杆
				20	研磨平台	60	控制组件
31	砂轮	70	第一编码器
				41	竖直电机	80	第二编码器
42	竖直丝杆	91	主轴
				511	第一电机	92	声音采集传感器
512	皮带轮	93	震动传感器
				513	承载件

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种智能控制磨床100，该磨床应用于机械加工，在不改变现有手摇磨床的基本结构上，将手摇磨床改造成智能控制机床，节约成本的同时，并可以完成人工手摇磨床的全部功能加工，例如：研磨平面，研磨段差，切槽，切V型，内圆R角，外观R角，NCR和曲面研磨等需研磨的工序。

参照图1至3，在本发明实施例中，该智能控制磨床100包括:

机架10；

研磨平台20，研磨平台20与机架10滑动连接；

砂轮组件，砂轮组件位于研磨平台20上方并与机架10滑动连接；

竖直移动装置，竖直移动装置安装于机架10，竖直移动装置与砂轮组件连接；

水平移动装置，水平移动装置安装于机架10，水平移动装置与研磨平台20连接；

控制组件60，控制组件60分别与竖直移动装置和水平移动装置通过信号连接，控制组件60可通过控制竖直移动装置和水平移动装置使砂轮组件远离或靠近研磨平台20。

该智能控制磨床100用于工件研磨工序中，将需要加工的工件放置于研磨平台20并进行定位夹紧，研磨平台20上设有可以固定工件的夹具，砂轮组件上固定连接有砂轮31，通过控制组件60来启动和关闭砂轮组件的砂轮31。

在本实施例中，控制组件60包括显示屏和操作按钮，用户可通过操作按钮进行操作，在研磨过程中的一些数据在显示屏上所显示。控制组件60可有线连接竖直移动装置和水平移动装置，通过控制组件60能够使得该智能控制磨床100对工件进行相应的研磨操作。

当控制组件60与竖直移动装置和水平移动装置为有线连接时，控制组件60与竖直移动装置和水平移动装置通过能够传输信号的实体线路连接，该控制组件60可以安装于机架10上，靠近磨床便于操作。该控制组件60的安装位置没有具体的限定，可以安装于机架10或者单独设置于可看到磨床工作情况的位置。

本发明实施例中，竖直移动装置与砂轮组件连接，水平移动装置与研磨平台20连接，通过控制组件60控制竖直移动装置和水平移动装置，使砂轮组件远离或靠近研磨平台，从而实现砂轮组件的砂轮31对放置于研磨平台20处的工件进行加工，如此有利于实现对工件精确控制，以提高对工件研磨加工的准确性，达到自动化精准加工的目的，能保证最终产品的质量。

本发明技术方案中，操作者操作控制组件60，能够控制竖直移动装置和水平移动装置分别驱动研磨砂轮31与研磨平台20在位置上的调整，不仅实现了，对工件精确控制；同时，完成了对工件的研磨工序。本发明通过自动化控制替代人工操作，节省人力的同时，提高了生产效率并保证产品的合格率。

进一步地，本发明实施例中，竖直移动装置包括竖直电机41和竖直丝杆42，竖直丝杆42固定连接于机架10，竖直丝杆42穿过砂轮组件设置，竖直电机41与竖直丝杆42连接，并带动竖直丝杆42转动，以驱动砂轮组件在竖直方向上远离或靠近研磨平台20。

该实施例中，竖直丝杆42通过轴承连接于机架10，以使得竖直丝杆42与机架10转动连接，利用螺纹连接或卡接等方式将轴承固定连接于机架10上。竖直丝杆42穿过砂轮组件设置，通过竖直电机41的驱动竖直丝杆42转动，使得砂轮组件可沿竖直丝杆42上下移动。当需要研磨时研磨组件下移与工件接触，并在加工完成后驱动砂轮组件远离研磨平台20，便于取下工件成品。本发明中为保持产品的精度更高，所有电机优选为伺服电机，确保产品合格率。

进一步地，水平移动装置包括第一移动组件和第二移动组件，第一移动组件的第一移动方向和第二移动组件的第二移动方向相交设置，第一移动组件和第二移动组件均设于机架10，并驱动研磨平台20于第一移动方向和第二移动方向上运动。

本发明实施例中，请参考图3，该第一移动方向为砂轮组件的砂轮31研磨方向，研磨方向为砂轮转动面和砂轮与工件的接触面相交的线的延长方向，第二移动方向优选为与第一移动方向水平相互垂直的方向，也可以根据实际需求呈非垂直的夹角方向。第二移动组件可在工件与砂轮组件研磨开始前移动研磨平台20，使得移动平台在研磨方向的垂直方向上移动，调整砂轮组件的砂轮31与工件的接触位置，而第一移动组件可驱动研磨平台20在研磨时于研磨方向上往复移动，完成研磨的工序。

进一步地，第一移动组件包括第一电机511、皮带轮512以及承载件513，皮带轮512固定连接于机架10，承载件513与皮带轮512连接，承载件513用以承载研磨平台20，第一电机511与皮带轮512连接，并驱动皮带轮512转动带动研磨平台20在承载件513第一移动方向上移动。

具体地，第一电机511与皮带轮512的主动轴连接，承载件513与研磨平台20滑动连接，承载件513上设有两滑轨，研磨平台20置于两滑轨上，并与滑轨滑动配合。承载件513包括有转动轴，该转动轴与皮带轮512的从动轴连接，承载件513上设有一牵引绳，该牵引绳中间环绕于转动轴处，牵引绳的两端分别连接于研磨平台20的研磨方向上的两端，通过第一电机511的驱动，使得皮带轮512转动带动承载件513的转动轴转动，使得研磨平台20在承载件513的第一移动方向上往复滑动，完成研磨。

进一步地，第二移动组件包括第二电机521和水平丝杆522，水平丝杆522固定连接于机架10，水平丝杆522与承载件513滑动连接，第二电机521与水平丝杆522连接，并驱动承载件513在第二移动方向上移动。

具体地，水平方向上第二移动组件设有一水平丝杆522，该水平丝杆522通过轴承连接于机架10，以使得水平丝杆522与机架10转动连接，利用螺纹连接或卡接等方式将轴承固定连接于机架10上。水平丝杆522穿过承载件设置，通过第二电机521的驱动水平丝杆522转动，使得承载件513可沿水平丝杆522移动。在第二电机521驱动下使得承载件513在相对于所述机架的第二移动方向上滑动，可随用户的选择调整研磨平台20与砂轮组件的位置。

进一步地，所述竖直丝杆42为柱形螺母丝杆，当所述水平移动组件包括水平丝杆522时，所述水平丝杆522为柱形螺母丝杆。

在本实施例中，所选的丝杆均为柱形螺母丝杆，柱型螺母结构的丝杆，没有滚珠结构，在研磨过程中自锁能力比较强，若选用油浸压丝杆，油浸压丝杆成本高，因此不采用油浸压丝杆结构。

进一步地，智能控制磨床100包括第一编码器70和第二编码器80，第一编码器70固定连接机架10，并与控制组件60信号连接，第一编码器70用于测量研磨砂轮31在竖直方向上移动的距离，并将检测结果通过信号传输到控制组件60；

第二编码器80固定连接机架10，并与控制组件60信号连接，第二编码器80用于测量研磨平台20在第二移动方向上所移动的距离，并将检测结果通过信号传输到控制组件60。

在本实施例中，柱型螺母丝杆在反向运动时存在反向间隙，在实现自动化研磨时存在较大误差，所以在本申请中设置了编码器，通过编码器和控制组件60的软件的结合来消除反向间隙，编码器设有一检测头，第一编码器70的检测头与砂轮组件相连接，跟随砂轮组件于机架10处上下移动。

当检测头移动一段距离，第一编码器70便将该数据反馈给控制组件60，控制组件60通过读取编码器的数据和竖直电机41发送的数据作比较，控制组件60智能计算电机运动的位置和第一编码器70反馈的位置的误差；控制组件60计算好后智能补偿，通过控制组件60给竖直电机41发送指令，然后再次比较第一编码器70的检测头位置和竖直电机41实际运动的位置，实现全闭环控制。

具体方式为：例如存在向下的研磨动作，首先将砂轮31移动到安全位置，先向上移动一段长距离，再向下移动一个短距离，然后再向下移动时，确保移动的距离和第一编码器70读到的数据一致，确认反向间隙消除。其次才开始运动控制动作，如果发现发出的运动指令与编码器反馈的位置不同，重新获取编码器的位置和编码器的对应关系，重新发一个与上次同向的运动指令，再次获取编码器的位置，如果运动指令位置与编码器位置一致或者在误差范围以内，则确认反向间隙消除。水平方向上消除反向间隙移动的方式原理相同。

此外，由于柱型螺母丝杆的结构决定在丝杆等距离的范围上运动时，需要的上位机指令不相同，导致运动误差较大。在使用时会将柱型螺母丝杆上的每一个位置和编码器的位置，通过激光干涉仪校正，生成补偿表，然后由控制组件60补偿，来确保编码器与柱型螺母丝杆的位置，以及伺服电机发出的指令位置是一致的。

进一步地，智能控制磨床100设有智能传感器，智能传感器与控制组件60信号连接，智能传感器用于检测砂轮组件的工作参数，并将检测到的工作参数通过信号连接传输到控制组件60，由控制组件60处理判断砂轮组件中砂轮31的锋利程度。

本实施例中，智能传感器可选为视频图像传感器或震动传感器93或声音传感器，通过砂轮31的负载，主轴91的震动和研磨的声音来评估砂轮31的锋利程度，智能判断是否需要修整砂轮31，避免因为砂轮31的锋利程度不足造成研磨中的热量过大和挤压过大导致研磨工件变形；采用智能传感器判断可以持续保证砂轮31的锋利程度，提高产品的品质和良率。

进一步地，智能传感器包括与控制组件60信号连接的声音采集传感器92和震动传感器93，砂轮组件设有主轴91，主轴91与机架10滑动连接，声音采集传感器92连接于主轴91靠近砂轮31的一端，震动传感器93固定连接于主轴91，用于判断主轴91的震动程度。

具体地，砂轮组件设有一主轴91，该主轴91与机架10滑动连接，因为砂轮31与工件研磨时会产生震动和声音，震动传感器93设于主轴91上，将主轴91震动的频率和幅度的数据传到控制组件60处，声音传感器设于主轴91靠近砂轮31的一端，便于采集声音，通过主轴91的震动幅度和频率以及研磨时的声音来评估砂轮31的锋利程度，以保证砂轮31的锋利程度。

进一步地，研磨砂轮31设有用于记录研磨砂轮31的工作信息的编码件。

在本实施例中，在磨床研磨过程中，很多因素会影响研磨工艺，如砂轮31的颗粒度，砂轮31的生产厂商，研磨时砂轮31转速，砂轮31进给量，研磨石火花的大小，什么时候需要重新修正砂轮31等等，都是需要人的参与才能实现好的研磨产品，而智能控制机床使用的砂轮31都有一个唯一的编码，编码可以是数字码/条码/二维码/RF芯片来记录砂轮31的所有信息。从砂轮31第一次上机使用，砂轮31修整，砂轮31研磨工件的所有信息全部记录到砂轮31的数据库中，并以加密形式上传到企业数据库，实现企业内部数据共享。知道研磨当前产品使用的砂轮31的所有信息，不同材料的研磨工艺，自动判断研磨中什么时候需要进行砂轮31修整，任何一个员工在需要研磨工件时，只需要调用相应研磨文件就可以实现工件的研磨，以数字化的技术传递取代人与人之间的数字传递。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能控制磨床，其特征在于，包括:

机架；

研磨平台，所述研磨平台与所述机架滑动连接；

砂轮组件，所述砂轮组件位于所述研磨平台上方并与所述机架滑动连接；

竖直移动装置，所述竖直移动装置安装于所述机架，所述竖直移动装置与所述砂轮组件连接；

水平移动装置，所述水平移动装置安装于所述机架，所述水平移动装置与所述研磨平台连接；

控制组件，所述控制组件分别与所述竖直移动装置和所述水平移动装置通过信号连接，所述控制组件可通过控制所述竖直移动装置和所述水平移动装置使所述砂轮组件远离或靠近所述研磨平台。

2.如权利要求1所述的智能控制磨床，其特征在于，所述竖直移动装置包括竖直电机和竖直丝杆，所述竖直丝杆固定连接于所述机架，所述竖直丝杆穿过所述砂轮组件设置，所述竖直电机与所述竖直丝杆连接，并带动所述竖直丝杆转动，以驱动所述砂轮组件在竖直方向上远离或靠近所述研磨平台。

3.如权利要求1所述的智能控制磨床，其特征在于，所述水平移动装置包括第一移动组件和第二移动组件，所述第一移动组件的第一移动方向和所述第二移动组件的第二移动方向相交设置，所述第一移动组件和第二移动组件均设于所述机架，并驱动所述研磨平台于第一移动方向和第二移动方向上运动。

4.如权利要求3所述的智能控制磨床，其特征在于，所述第一移动组件包括第一电机、皮带轮以及承载件，所述皮带轮固定连接于所述机架，所述承载件与所述皮带轮连接，所述承载件用以承载所述研磨平台，所述第一电机与所述皮带轮连接，并驱动所述皮带轮转动带动所述研磨平台在所述承载件的所述第一移动方向上移动。

5.如权利要求4所述的智能控制磨床，其特征在于，所述第二移动组件包括第二电机和水平丝杆，所述水平丝杆固定连接于所述机架，所述水平丝杆穿过所述承载件设置，所述第二电机与所述水平丝杆连接，并驱动所述承载件在相对于所述机架的所述第二移动方向上移动。

6.如权利要求2至5中任一所述的所述的智能控制磨床，其特征在于，所述竖直丝杆为柱形螺母丝杆，当所述水平移动组件包括水平丝杆时，所述水平丝杆为柱形螺母丝杆。

7.如权利要求3所述的智能控制磨床，其特征在于，所述智能控制磨床包括第一编码器和第二编码器，所述第一编码器固定连接所述机架，并与所述控制组件信号连接，所述第一编码器用于测量所述研磨砂轮在竖直方向上移动的距离，并将检测结果通过信号传输到所述控制组件；

所述第二编码器固定连接所述机架，并与所述控制组件信号连接，所述第二编码器用于测量所述研磨平台在第二移动方向所移动的距离，并将检测结果通过信号传输到所述控制组件。

8.如权利要求1所述的智能控制磨床，其特征在于，所述智能控制磨床设有智能传感器，所述智能传感器与所述控制组件信号连接，所述智能传感器用于检测所述砂轮组件的工作参数，并将检测到的所述工作参数通过信号连接传输到所述控制组件，由所述控制组件处理判断所述砂轮组件中砂轮的锋利程度。

9.如权利要求8所述的智能控制磨床，其特征在于，所述智能传感器包括与所述控制组件信号连接的声音采集传感器和震动传感器，所述砂轮组件设有主轴，所述主轴与所述机架滑动连接，所述声音采集传感器连接于所述主轴靠近所述砂轮的一端，所述震动传感器固定连接于所述主轴，用于判断所述主轴的震动程度。

10.如权利要求1所述的智能控制磨床，其特征在于，所述砂轮组件设有用于记录研磨砂轮的工作信息的编码件。