CN110370106A - 缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，尤其是缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置及其控制方法，其中装置包括底座以及安装在底座上的数控转台与打磨装置，数控转台上设有用于固定缸体铸件的限位装置和压杆组件，打磨装置包括磨头移动装置和磨头，磨头移动装置包括X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台和磨头滑台，Z轴滑台安装在底座的右边，X轴滑台安装在Z轴滑台上，Y轴滑台垂直安装在X轴滑台上，磨头滑台垂直安装在Y轴滑台上，磨头滑台与Y轴滑台之间安装有弹簧和压力传感器，磨头滑台上方安装有磨头电机，磨头安装在磨头电机的输出轴上，本发明可以解决现有技术中缸体铸件打磨数控装置打磨压力不恒定的问题。

Description

缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及机械加工设备技术领域，具体领域为缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置及其控制方法。
背景技术
缸体铸件在生产时都需要对缸体铸件表面进行打磨操作，以保证缸体铸件表面的清洁以及美观，现有技术中的缸体铸件打磨数控装置打磨压力不恒定，打磨质量并不好，对于打磨不达标的对方，后续还需要人工打磨，非常浪费时间。
另外现有技术中打磨数控装置中的磨头与缸体铸件接触时瞬间的冲击力很大，这就导致磨头容易损坏，需要经常更换磨头，无形中增加了工作量以及生产成品。
发明内容
本发明的目的在于提供缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置及其控制方法，以解决现有技术中缸体铸件打磨数控装置打磨压力不恒定的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，包括底座以及安装在所述底座上的数控转台与打磨装置，所述数控转台上设有用于固定缸体铸件的限位装置和压杆组件，所述打磨装置包括磨头移动装置和磨头，所述磨头移动装置包括X轴滑台、Y轴滑台、Z轴滑台和磨头滑台，所述Z轴滑台安装在底座的右边，X轴滑台安装在Z轴滑台上，Y轴滑台垂直安装在X轴滑台上，所述磨头滑台垂直安装在Y轴滑台上，所述磨头滑台与Y轴滑台之间安装有弹簧和压力传感器，所述磨头滑台上方安装有磨头电机，所述磨头安装在所述磨头电机的输出轴上，所述磨头对准缸体铸件的待打磨面。
优选的，所述限位装置包括数控转台上加工的T型槽、与所述T型槽配合的T型螺母、压板和螺钉，所述螺钉穿过压板与T型螺母配合形成限位件将缸体铸件底部定位在数控转台上。
优选的，所述压杆组件包括底座两侧设置的支架、支架上方安装的横梁、横梁中部安装的油缸以及与所述油缸的活塞杆固定连接的第一压杆，所述第一压杆的两端分别铰接一根第二压杆，所述第一压杆和第二压杆配合将缸体组件夹紧。
优选的，所述磨头滑台通过支撑板与Y轴滑台连接，所述支撑板与Y轴滑台垂直连接，所述磨头滑台安装在支撑板的上方，所述支撑板的左侧设有限位块，所述弹簧的一端与磨头滑台固定连接，所述弹簧的另一端与压力传感器的左侧固定连接，所述压力传感器的右侧与Y轴滑台固定连接。
优选的，所述磨头滑台底部设有光栅尺。
缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置的控制方法，用于上述的缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，包括以下步骤：
将缸体铸件固定夹紧在数控转台上；
设定磨头打磨压力F设定和打磨余量Δ；
控制Z轴滑台带动磨头靠近缸体铸件，同时获取压力传感器的压力值F以及光栅尺的位移量W；
当压力值F或光栅尺的位移量W大于0时，获取Z轴坐标值Z0，实际打磨量就为a＝(Z0-Z-W)，其中Z为Z轴实时坐标值，对缸体铸件进行打磨，当a＝Δ时，此处打磨完成；
调整磨头位置，对下一处打磨位置进行打磨，完成该面打磨任务；
数控转台旋转缸体铸件，重复上述步骤，直至完成四个侧面的打磨。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本申请提供的打磨数控装置可实现恒压力打磨，打磨过程稳定、质量好；设有磨头滑台，磨头与缸体铸件接触时为柔性接触，可极大减小磨头与缸体铸件接触瞬间的冲击力，提高磨头寿命；本申请提供的打磨数控装置可设定打磨余量，即使同一缸体铸件的铸件尺寸相差较大，可保证打磨余量相同；本申请中的压杆组件缸体铸件上面有四个接触点，即使缸体铸件上面不平整，也能实现对缸体铸件可靠压紧。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1沿A-A方向的剖视图；
图3为图1沿B-B方向的剖视图；
图4为打磨数控装置的运动坐标图。
图中：1.支脚、2.底座、3.数控转台、4.T型螺母、5.压板、6.螺钉、7.缸体铸件、8.支架、9.横梁、10.油缸、11.第一压杆、12.第二压杆、13.磨头、14.磨头电机、15.弹簧、16.压力传感器、17.Y轴滑台、18.立柱、19.X轴滑台、20.Z轴滑台、21.限位块、22.磨头滑台、23.光栅尺、24.支撑板。
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做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。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，包括底座2以及安装在底座2上的数控转台3与打磨装置，该底座2底部设有支脚1，数控转台3上设有用于固定缸体铸件7的限位装置和压杆组件，限位装置将缸体铸件7底部固定住，压杆组件在缸体铸件7的顶部将缸体铸件7夹紧，打磨装置包括磨头移动装置和磨头13，磨头移动装置包括X轴滑台19、Y轴滑台17、Z轴滑台20和磨头滑台22，Z轴滑台20安装在底座2的右边，X轴滑台19安装在Z轴滑台20上，X轴滑台19上安装有立柱18，立柱18上安装有Y轴滑台17，Y轴滑台17上安装有支撑板24，支撑板24上安装有磨头滑台22，磨头滑台22上安装有磨头电机14，磨头13安装在磨头电机14的输出轴上，在磨头滑台22与Y轴滑台17之间安装有弹簧15和压力传感器16，弹簧15的一端与磨头滑台22固定连接，弹簧15的另一端与压力传感器16的左侧固定连接，压力传感器16的右侧与Y轴滑台17固定连接，磨头13对准缸体铸件7的待打磨面，工作过程中，控制系统可以不断的获取压力传感器16的压力值F，并与控制系统中设定的打磨压力F设定相比较，如果检测压力值F小于设定压力F设定，控制系统控制Z轴滑台20带动磨头13靠近缸体铸件7，反之离开缸体铸件7，从而实现恒压力打磨，整个打磨工程稳定、质量好，另外由于磨头滑台22的存在，磨头13与工件接触为柔性接触，可极大减小磨头13与工件接触瞬间的冲击力，提高磨头13寿命。
其中，限位装置包括数控转台3上加工的T型槽、与T型槽配合的T型螺母4、压板5和螺钉6，螺钉6穿过压板5与T型螺母4配合形成限位件将缸体铸件7底部定位在数控转台3上。
其中，压杆组件包括底座2两侧设置的支架8、支架8上方安装的横梁9、横梁9中部安装的油缸10以及与油缸10活塞杆固定连接的第一压杆11，第一压杆11的两端分别铰接一根第二压杆12，第一压杆11和第二压杆12配合将缸体组件夹紧，第一压杆11与第二压杆12的中间位置铰接，第二压杆12可转动，两个第二压杆12与缸体铸件7上面有四个接触点，即使缸体铸件7上面不平整，也能实现对缸体铸件7的可靠压紧。
进一步的，磨头滑台22通过支撑板24与Y轴滑台17连接，支撑板24与Y轴滑台17垂直连接，磨头滑台22安装在支撑板24的上方，支撑板24的左侧设有限位块21，限位块21用于确定磨头滑台22的左极限位置，当弹簧15处于自由状态时，磨头滑台22正好处于左极限位置，即磨头滑台22的左侧与限位块21的右侧无压力接触，此时压力传感器16测得的压力值也为0。
优选的，在磨头滑台22底部设有光栅尺23，光栅尺23可以测量磨头滑台22的位移量，当磨头滑台22位于左极限位置时，光栅尺23获取的位移量为0。
具体的，对上述打磨数控装置建立坐标系如图4所示，工件旋转B轴、磨头13直线运动Z轴、磨头13直线运动X轴、磨头13上下运动Y轴、磨头13附加直线运动W轴。磨头13附加直线运动W轴平行于磨头13直线运动Z轴，且Z轴和W轴正方向相同。工件旋转B轴由数控转台3旋转运动实现，磨头13直线运动Z轴由Z轴滑台20运动实现、磨头13直线运动X轴由X轴滑台19运动实现、磨头13上下运动Y轴由Y轴滑台17运动实现、磨头13附加直线运动W轴由磨头滑台22运动实现。其中B轴、X轴、Y轴、Z轴运动由电机驱动，磨头13附加直线运动W轴由打磨工件时磨头13上压力与弹簧15的压缩力的合力驱动。
本申请还提供了缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置的控制方法，用于前述的缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，包括以下步骤：
将缸体铸件7固定夹紧在数控转台3上；
设定磨头13打磨压力F设定和打磨余量Δ；
控制系统控制Z轴滑台20带动磨头13靠近缸体铸件7，在工作过程中不断获取压力传感器16的压力值F以及光栅尺23的位移量W，如果检测压力值F小于设定压力F设定，控制系统控制Z轴滑台20带动磨头13靠近缸体铸件7，反之则离开工件；
当检测压力值F或光栅尺23的位移量W大于0时，表明磨头13和缸体铸件7刚接触，获取此时Z轴坐标值Z0，实际打磨量就为a＝Z0-Z-W，其中Z为Z轴实时坐标值，对缸体铸件7进行打磨，当a＝Δ时，此处打磨完成；
控制系统控制控制Z轴滑台20带动磨头13离开缸体铸件7，然后控制X轴、Y轴，使磨头13对准下一打磨位置，重复上述操作，即可完成该面的打磨工作；
数控转台3旋转缸体铸件7，重复上述步骤，直至完成四个侧面的打磨。
本申请可实现恒压力打磨，打磨过程稳定、质量好；设有磨头滑台22，磨头13与缸体铸件7接触时为柔性接触，可极大减小磨头13与缸体铸件7接触瞬间的冲击力，提高磨头13寿命；本申请提供的打磨数控装置可设定打磨余量，即使同一缸体铸件7的铸件尺寸相差较大，可保证打磨余量相同；本申请中的压杆组件缸体铸件7上面有四个接触点，即使缸体铸件7上面不平整，也能实现对缸体铸件7可靠压紧。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，包括底座(2)以及安装在所述底座(2)上的数控转台(3)与打磨装置，其特征在于：所述数控转台(3)上设有用于固定缸体铸件(7)的限位装置和压杆组件，所述打磨装置包括磨头移动装置和磨头(13)，所述磨头移动装置包括X轴滑台(19)、Y轴滑台(17)、Z轴滑台(20)和磨头滑台(22)，所述Z轴滑台(20)安装在底座(2)的右边，X轴滑台(19)安装在Z轴滑台(20)上，Y轴滑台(17)垂直安装在X轴滑台(19)上，所述磨头滑台(22)垂直安装在Y轴滑台(17)上，所述磨头滑台(22)与Y轴滑台(17)之间安装有弹簧(15)和压力传感器(16)，所述磨头滑台(22)上方安装有磨头电机(14)，所述磨头(13)安装在所述磨头电机(14)的输出轴上，所述磨头(13)对准缸体铸件(7)的待打磨面。
2.根据权利要求1所述的缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，其特征在于：所述限位装置包括数控转台(3)上加工的T型槽、与所述T型槽配合的T型螺母(4)、压板(5)和螺钉(6)，所述螺钉(6)穿过压板(5)与T型螺母(4)配合形成限位件将缸体铸件(7)底部定位在数控转台(3)上。
3.根据权利要求1所述的缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，其特征在于：所述压杆组件包括底座(2)两侧设置的支架(8)、支架(8)上方安装的横梁(9)、横梁(9)中部安装的油缸(10)以及与所述油缸(10)的活塞杆固定连接的第一压杆(11)，所述第一压杆(11)的两端分别铰接一根第二压杆(12)，所述第一压杆(11)和第二压杆(12)配合将缸体组件夹紧。
4.根据权利要求1所述的缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，其特征在于：所述磨头滑台(22)通过支撑板(24)与Y轴滑台(17)连接，所述支撑板(24)与Y轴滑台(17)垂直连接，所述磨头滑台(22)安装在支撑板(24)的上方，所述支撑板(24)的左侧设有限位块(21)，所述弹簧(15)的一端与磨头滑台(22)固定连接，所述弹簧(15)的另一端与压力传感器(16)的左侧固定连接，所述压力传感器(16)的右侧与Y轴滑台(17)固定连接。
5.根据权利要求1所述的缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，其特征在于：所述磨头滑台(22)底部设有光栅尺(23)。
6.缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置的控制方法，用于如权利要求1-5任意一项所述的缸体铸件侧壁柔性恒压力打磨数控装置，其特征在于：包括以下步骤：
将缸体铸件(7)固定夹紧在数控转台(3)上；
设定磨头(13)打磨压力F设定和打磨余量Δ；
控制Z轴滑台(20)带动磨头(13)靠近缸体铸件(7)，同时获取压力传感器(16)的压力值F以及光栅尺(23)的位移量W；
当压力值F或光栅尺(23)的位移量W大于0时，获取Z轴坐标值Z0，实际打磨量就为a＝(Z0-Z-W)，其中Z为Z轴实时坐标值，对缸体铸件(7)进行打磨，当a＝Δ时，此处打磨完成；
调整磨头(13)位置，对下一处打磨位置进行打磨，完成该面打磨任务；
数控转台(3)旋转缸体铸件(7)，重复上述步骤，直至完成四个侧面的打磨。
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