CN112975670B - 一种石墨环搭接面研磨系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于自动化领域，具体涉及一种石墨环搭接面研磨系统及方法，包括数控机床的X、Y、Z轴、主轴，PLC、上位机和吸尘装置；所述PLC与上位机相连接，PLC通过内部位置控制模块与多个伺服电机相连接；X、Y、Z三轴分别通过丝杠与三个伺服电机相连接；所述数控机床的X、Y、Z轴、主轴，用于石墨环的加工，并设于研磨试验罩内；所属上位机，用于设定研磨参数；所述PLC，用于根据研磨参数控制数控机床的X、Y、Z轴、主轴进行加工；所述吸尘装置与研磨试验罩相连接。本发明动作灵活、准确，操作维修简便、可靠，具有高安全性，具有热变形小、噪音低、抗震性好等特点。

Description

一种石墨环搭接面研磨系统及方法
技术领域
本发明涉及自动化领域，具体地说是一种石墨环搭接面研磨系统及方法。
背景技术
石墨环采用柔性石墨带或柔性石墨编制填料，适应于热水、高温、高压蒸汽、热交换液、氮气、有机溶剂、碳氢化合物、低温液体等介质。用于压缩机、机泵、阀门、化工仪器、仪表等；
传统石墨环搭接面研磨都为人工手工研磨；
手工研磨多数先依靠经验研磨，再使用百分表测量搭接面的高度差，再根据经验去研磨比较高的一侧，直到二者高度差接近。
发明内容
为了满足石磨加工环在生产线上的上述要求，本发明的目的在于提供石墨环搭接面研磨系统。该石墨环搭接面研磨系统对石墨环进行打磨加工。
本发明包括数控机床的X、Y、Z轴、主轴，PLC、上位机和吸尘装置；所述PLC与上位机相连接，PLC通过内部位置控制模块与多个伺服电机相连接；X、Y、Z三轴分别通过丝杠与三个伺服电机相连接；
所述数控机床的X、Y、Z轴、主轴，用于石墨环的加工，并设于研磨试验罩内；所述上位机，用于设定研磨参数；所述PLC，用于根据研磨参数控制数控机床的X、Y、Z轴、主轴进行加工；
所述吸尘装置与研磨试验罩相连接。
所述X、Y、Z轴，用于在空间定位刀具的位置；所述Y轴为石墨环加工的进给轴，所述X、Z轴为Y轴的辅助轴。
所述主轴为石墨环加工的旋转轴；所述主轴上设有圆盘，所述圆盘外圆处设有用于固定装卡石墨环的固定座；所述主轴正反转转动，带动圆盘以固定角度摆动；所述主轴摆动角度为两个加工角度，所述两个加工角度摆动的角度值相同。
所述主轴摆动为两个加工角度，分别为刀具的内韧和外韧加工石墨环搭接面的内搭接面和外搭接面。
所述位置控制模块，用于通过PLC中计数器收发脉冲信号，控制伺服电机的启停、速度和加速度。
所述主轴根据不同的研磨参数，更换工装，装卡不同型号的石墨环；
所述吸尘装置，用于吸取研磨过程中产生的石墨粉尘。
一种石墨环搭接面研磨的方法，包括以下步骤：
步骤1：将需要研磨的参数输入到上位机并发送到PLC；
步骤2：PLC根据接收到的输入的研磨数据，得出每次研磨Y轴伺服移动量和总研磨次数；
步骤3：开始研磨，PLC控制X、Y、Z轴移动到待加工工位；
步骤4：Y轴进给到位后，主轴进行往复摆动；
步骤5：加工次数达到总研磨次数，各个轴回原位，加工次数未达到总研磨次数，重复步骤4；
步骤6：等待下一组加工件的加工。
所述PLC根据不同加工件的特性，输入不同的参数，调整每次Y轴的进给量。
所述研磨参数包括，石墨环加工的规格，研磨总尺寸和每次需要研磨尺寸。
本发明具有以下有益效果及优点：
1.机床动作灵活、准确，操作维修简便、可靠，具有高安全性，符合国际环保要求。
2.机床结构设计和选择材料必须有足够的刚性和耐磨性，具有热变形小、噪音低、抗震性好等特点。
附图说明
图1为石墨环搭接面研磨机设备工作流程。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明包括数控机床的X、Y、Z轴、主轴，PLC、上位机和吸尘装置；PLC与上位机相连接，PLC通过内部位置控制模块与多个伺服电机相连接；X、Y、Z三轴分别通过丝杠与三个伺服电机相连接。
数控机床的X、Y、Z轴、主轴，用于石墨环的加工，并设于研磨试验罩内；上位机，用于设定研磨参数；PLC，用于根据研磨参数控制数控机床的X、Y、Z轴、主轴进行加工；吸尘装置与研磨试验罩相连接。
X、Y、Z轴，用于在空间定位刀具的位置；所述Y轴为石墨环加工的进给轴，所述X、Z轴为Y轴的辅助轴。
主轴为石墨环加工的旋转轴；主轴上设有圆盘，圆盘外圆处设有用于固定装卡石墨环的固定座；主轴正反转转动，带动圆盘以固定角度摆动；主轴摆动角度为两个加工角度，两个加工角度摆动的角度值相同。
主轴摆动为两个加工角度，分别为刀具的内韧和外韧加工石墨环搭接面的内搭接面和外搭接面。
位置控制模块，PLC的位置控制模块可以通过内部的高速计数器来发出和接收脉冲，位置控制模块通过位置控制方式控制伺服电机的启停、速度、加速度。
伺服电机的位置控制精度非常高，它具有反应快速、时间常数小、线性度高、始动电压等特性。
伺服电机通过丝杠，与X、Y、Z轴相连接，三个轴与研磨道具相连接，丝杠把伺服电机的转动变为直线运动，使刀具可以精确定位。
所述主轴根据不同的研磨参数，更换工装，装卡不同型号的石墨环；
吸尘装置在研磨时自动工作，吸取研磨过程中产生的石墨粉尘，防止粉尘腐蚀设备。
如图1所示，一种石墨环搭接面研磨的方法，包括以下步骤：
步骤1：将需要研磨的参数输入到上位机并发送到PLC；
步骤2：PLC根据接收到的输入的研磨数据，得出每次研磨Y轴伺服移动量和总研磨次数；
步骤3：开始研磨，PLC控制X、Y、Z轴移动到待加工工位；
步骤4：Y轴进给到位后，主轴进行往复摆动；
步骤5：加工次数达到总研磨次数，各个轴回原位，加工次数未达到总研磨次数，重复步骤4；
步骤6：等待下一组加工件的加工。
所述PLC根据不同加工件的特性，输入不同的参数，调整每次Y轴的进给量。
所述研磨参数包括，石墨环加工的规格，研磨总尺寸和每次需要研磨尺寸。
本发明的工作原理：首先根据石墨环加工件的规格在组态软件里输入相关参数；之后输入石墨环搭接面需要研磨的总尺寸和每次需要研磨的尺寸，操作界面将每次Y轴需要进给的长度传递给PLC；
PLC通过内部换算，将这个长度转换为脉冲信号串；
脉冲信号串进入偏差计数器；
偏差计数器将积累的脉冲信号串和电机编码器的反馈脉冲信号进行差值，并发送到D/A转换器中；
D/A传唤器将这个差值脉冲信号转换为控制伺服电机的速度指令；
这样系统会自动计算出研磨需要的总次数和每次研磨Y轴的进给量；输入无误后点击开始研磨，设备会根据计算的结果，自动研磨相应的次数直到结束。

Claims (6)

1.一种石墨环搭接面研磨系统，其特征在于，包括数控机床的X、Y、Z轴、主轴，PLC、上位机和吸尘装置；所述PLC与上位机相连接，PLC通过内部位置控制模块与多个伺服电机相连接；X、Y、Z三轴分别通过丝杠与三个伺服电机相连接；
所述数控机床的X、Y、Z轴、主轴，用于石墨环的加工，并设于研磨试验罩内；
所述X、Y、Z轴，用于在空间定位刀具的位置；所述Y轴为石墨环加工的进给轴，所述X、Z轴为Y轴的辅助轴；
所述主轴为石墨环加工的旋转轴；
所述主轴上设有圆盘，所述圆盘外圆处设有用于固定装卡石墨环的固定座；
所述主轴正反转转动，带动圆盘以固定角度摆动；
所述主轴摆动角度为两个加工角度，所述两个加工角度摆动的角度值相同；
所述上位机，用于设定研磨参数；输入石墨环搭接面需要研磨的总尺寸和每次需要研磨的尺寸，将每次Y轴需要进给的长度传递给PLC；
所述PLC，用于根据研磨参数控制数控机床的X、Y、Z轴、主轴进行加工；
所述位置控制模块，用于通过PLC中计数器收发脉冲信号，控制伺服电机的启停、速度和加速度；
PLC通过内部换算，将这个长度转换为脉冲信号串；脉冲信号串进入偏差计数器；
计数器将积累的脉冲信号串和电机编码器的反馈脉冲信号进行差值，并发送到D/A转换器中；
D/A转换器将这个差值脉冲信号转换为控制伺服电机的速度指令；
所述吸尘装置与研磨试验罩相连接。
2.根据权利要求1所述的一种石墨环搭接面研磨系统，其特征在于，所述主轴摆动为两个加工角度，分别为刀具的内韧和外韧加工石墨环搭接面的内搭接面和外搭接面。
3.根据权利要求1所述的石墨环搭接面研磨系统，其特征在于，所述主轴根据不同的研磨参数，更换工装，装卡不同型号的石墨环。
4.根据权利要求1所述的石墨环搭接面研磨系统，其特征在于，所述吸尘装置，用于吸取研磨过程中产生的石墨粉尘。
5.一种石墨环搭接面研磨的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将需要研磨的研磨参数输入到上位机并发送到PLC；
所述研磨参数包括，石墨环加工的规格，研磨总尺寸和每次需要研磨尺寸；
输入石墨环搭接面需要研磨的总尺寸和每次需要研磨的尺寸，将每次Y轴需要进给的长度传递给PLC；
步骤2：PLC根据接收到的输入的研磨数据，得出每次研磨Y轴伺服移动量和总研磨次数；PLC通过内部换算，将这个长度转换为脉冲信号串；
脉冲信号串进入偏差计数器；
偏差计数器将积累的脉冲信号串和电机编码器的反馈脉冲信号进行差值，并发送到D/A转换器中；
D/A转换器将这个差值脉冲信号转换为控制伺服电机的速度指令；
计算出研磨需要的总次数和每次研磨Y轴的进给量；
步骤3：开始研磨，PLC控制X、Y、Z轴移动到待加工工位；
步骤4：Y轴进给到位后，主轴进行往复摆动；
步骤5：加工次数达到总研磨次数，各个轴回原位，加工次数未达到总研磨次数，重复步骤4；
步骤6：等待下一组加工件的加工。
6.根据权利要求5所述的石墨环搭接面研磨的方法，其特征在于，所述PLC根据不同加工件的特性，输入不同的参数，调整每次Y轴的进给量。
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