CN2053968U - 微机数控无靠模凸轮轴磨床 - Google Patents

微机数控无靠模凸轮轴磨床 Download PDF

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黄丹
李伟彦
汝保权
黄晓军
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Zhenjiang Marine Diesel Engine Works
Institute of Computing Technology of CAS
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Zhenjiang Marine Diesel Engine Works
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Abstract

微机数控无靠模凸轮轴磨床属数控机床。它由MG1420外圆磨床的床身、砂轮伺服系统、工件装夹定位系统、冷却液循环系统，加上以0400A控制机为主体的微机控制系统构成。控制机通过三套步进电机驱动系统分别驱动头架旋转、砂轮架进退和工作台位移的步进电机。将磨削加工的凸轮尺寸输入微机，便可不依赖于靠模仿形完成磨削加工过程。具有免除凸轮样板制造，减轻劳动强度，提高工件质量等优点，特别适用于多品种小批量的凸轮轴磨削加工。

Description

微机数控无靠模凸轮轴磨床属数控机床。
目前使用的凸轮轴磨床是由床身、工作台位移传动系统、头架旋转传动系统、砂轮架拖板进给传动系统、靠模仿形头架摇摆系统、砂轮伺服系统、工件装夹定位系统、液压系统和冷却液循环系统构成。其磨削进给和工位的转移是通过手摇柄人工操作控制的。凸轮轮廓的创成是借助于机械靠模通过杠杆原理的传动系统，使头架往复摆动而实现的。其手动进给系统和创成系统无关。这种磨床，使用一种靠模只能磨削加工一种尺寸形状的凸轮，磨削另一种凸轮，就必须更换靠模。对因砂轮磨损直径变小后而导致的轮廓创成误差，无法实现补偿。因操作的人为因素，容易引起加工质量不稳定或由于磨削过载造成设备损坏事故。此外，由于头架带动工件回转是由交流异步电机按固定转速驱动的，被加工凸轮轴心与磨削点的半径是变化的，磨削的线速度也随之变化，给磨削加工件的表面光洁度带来不良影响。
本实用新型的目的是提供一种不用机械靠模创成凸轮轮廓，在一定范围内对砂轮损耗直径变小而导致的创成误差可进行补偿，可控制头架旋转速度随工件半径变化相应地变化，实现匀线速度磨削，进给过量时可实施自动保护的凸轮轴磨床。
本实用新型的技术方案是采用MG1420外圆磨床的床身、砂轮伺服系统、工件装夹定位系统、冷却液循环系统。取消靠磨仿形头架摇摆系统和液压系统，增加微机数控系统，并对头架旋传动系统、砂轮架伺服系统和工作台位移传动系统三个部分进行改革。
微机数控系统以0400A控制机（24）位主体，用12位数码管（25）作为输出显示，被磨削加工的凸轮尺寸通过键盘（23）输入0400A控制机或固化在EPROM中。控制机与控制元件之间的信号传送全部经过光电隔离（27）。控制机通过三套步进电机驱动系统（36、37、35）分别驱动头架旋转、砂轮架进退和工作台位移的步进电机（1、14、19），完成磨削加工的全过程。
头架伺服系统由受计算机控制的步进电机（1）带动消隙蜗轮蜗杆付（2），将运动传给消隙齿轮（3）、拨盘齿轮（4）、定位销（5），再由定位销拨动工件（6）旋转。
砂轮架伺服系统由步进电机（14）经小齿轮（15）、消隙齿轮（16）、滚珠丝杠（17）、拖板（18），带动磨头作直线往复运动。
工作台位移伺服系统由步进电机（19），通过行星齿轮系（20），齿条（21），工作台（22），带动工件（6）移动，以实现工位自动转换，连续完成三个桃头的自动磨削。
当磨削工件时，砂轮电机（12）通过大皮带轮（11）、皮带（10）、小皮带轮（9）、磨头（8），带动砂轮（7）高速旋转。同时微机通过步进电机（1）和（14）带动头架伺服系统和砂轮架伺服系统，分别控制工件的转动和砂轮的进给位置，使砂轮按凸轮轮廓的要求与工件接触，磨出合格的凸轮轴。当一个凸轮磨好后，微机将通过步进电机（19）带动工作台位移系统使工件作纵向移动，自动更换工位，实现凸轮轴三个不同桃头的连续磨削。
本实用新型还配置有手摇霍尔效应脉冲发生器（26）。因而也可由人工操怍此手摇脉冲发生器，向控制机发出砂轮架进或退的脉冲信号，实现进给控制。
在本实用新型的微机数控系统内，设有检测电路以检测砂轮电机（12）相电流的大小。当砂轮磨削过载时，电机相电流超过允许值，通过变换器（30）、整流桥（38），在检测电位器（39）上取得的V（检测）电位升高，电压比较器（40）将V（检测）和V（基准）比较后，输出端反转并输入微机，微机便快速响应切断驱动砂轮进给和头架旋转的步进电机的电源，自动实现过载保护。同时触发过载报警电路（32），发出声响（33）和闪光（34）。
此外，还设有手动紧急中断按钮（28），以备万一自控系统发生故障失去控制时作紧急中断处理，避免发生事故。
图1是微机数控无靠模凸轮轴磨床传动系统的示意俯视图。
图2是图1的局部右视图。
图3是微机数控系统的结构框图。
图4是磨削过载保护检测电路原理图。
1┅头架旋转步进电机
2┅蜗轮蜗杆付
3┅消隙齿轮
4┅拨盘齿轮
5┅定位销
6┅工件
7┅砂轮
8┅磨头
9┅小皮带轮
10┅皮带
11┅大皮带抡
12┅砂轮旋转电机
13┅尾座
14┅砂轮架进退步进电机
15┅小齿轮
16┅消隙齿抡
17┅滚珠丝杠
18┅拖板
19┅工作台位移步进电机
20┅行星齿轮系
21┅齿条
22┅工作台
23┅键盘
24┅0400A控制机
25┅数码显示
26┅霍尔效应脉冲发生器
27┅光电隔离
28┅手动紧急中断按钮
29┅磨削过载检测电路
30┅隔离转换器
31┅电流互感器
32┅过载报警电路
33┅声响
34┅闪光
35┅工作台位移步进电机驱动电源
36┅头架旋转步进电机驱动电源
37┅砂轮架进退步进电机驱动电源
38┅整流桥
39┅检测电位器
40┅电压比较器
本实用新型比原有凸轮轴磨床具有以下积极效果：1、取消了机械仿形靠模，免除了对每一种凸轮样板的制造。特别适用于多品种、小批量凸轮轴的磨削加工。2、实现了磨削过程自动化，减轻了工人的劳动强度。3、消除了由于仿形带来的误差，提高了加工精度。4、保持均匀的磨削线速度，提高了磨削工件表面的光洁度。5、由于取消了摇摆台，增大了磨床的工作空间。6、具有较好的过载自动保护装置，有利于安全生产。

Claims (3)

1、一种微机数控无靠模凸轮轴磨床，由床身、砂轮伺服系统、工件装夹定位系统、冷却液循环系统、头架旋转系统、砂轮架伺服系统、工作台位移动系统和微机数控系统所组成，其特征在于微机数控系统以0400A控制机(24)为主体，用12位数码管(25)作为输出显示，被磨削加工的凸轮尺寸通过键盘(23)输入0400A控制机或固化在EPROM中，控制机与控制元件之间的信号传送全部经过光电隔离(27)，控制机通过三套步进电机驱动系统(36、37、35)分别驱动头架旋转、砂轮架进退和工作位移的步进电机(1、14、19)，完成磨削加工的全过程。
2、根据权利要求1所述的微机数控无靠模凸轮轴模床，其特征在于同时配置有手摇霍尔效应脉冲发生器（26），因而也可由人工操作此手摇脉冲发生器向控制机发出砂轮架进或退的脉冲信号，实现进给控制。
3、根据权利要求1以及权利要求2所述的凸轮轴磨床，其特征在于微机内设有检测电路（29）（30）检测砂轮电机（12）相电流的大小，当砂轮磨削过载时，电机相电流超过允许值，微机便快速响应切断驱动砂轮架进给和头架旋转的步进电机的电源，自动实现过载保护，同时触发过载报警电路，发出声响和闪光。
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