CN207309753U - 一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置,包括短路信号检测装置、段信号数码管、控制器、驱动器及电机，短路信号检测装置的输出端与控制器相连，段信号数码管经光耦继电器与控制器相连，控制器的输出端经驱动器连接电机。本实用新型能够解决金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽加工时的加工稳定性问题，提高金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽加工的效率和准确度。

Description

一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置

技术领域

本实用新型涉及砂轮加工技术领域，尤其涉及一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置。

背景技术

金属结合剂超硬材料砂轮由于具有磨削效率高、加工精度高、使用寿命长等优点，而广泛应用于电子、汽车、航空航天领域，尤其是玻璃、硅片等倒角机械加工领域。金属结合剂超硬材料砂轮一般由磨料层和基体构成，外圆磨料层位置一般开有精密的成型槽。由于磨料层采用金属粉末以及非导电性超硬磨料制成，以致成型槽采用传统的加工技术无法实现，只能用放电成型加工的方法加工。

目前对金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽进行加工时，通常使用电火花成型机。国内的电火花成型机的控制技术几乎均为手动控制，单步加工，即加工时只能实现电参数单步设置，进给单步设定，这种操作方式不仅繁琐，而且加工效率不高，通常单件加工时间在2-4h左右。

国外的部分设备采用工控机，工控机虽然可以实现多步多参数控制，但是该类设备在加工金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽时，由于设计控制缺陷在加工此类产品时加工过程极为不稳定，经常出现电极抱死、电极打滑等问题，并且加工效率极低。通常国内外加工金属结合剂超硬材料复合砂轮外圆成型槽，需要耗时8-16h/件。部分设备虽然可以实现放电参数分段加工，但是由于放电参数与进给控制参数不关联，导致加工效率依旧过低。

此外，工控机的成本较高，在使用时由于电极放电过程中不能实现边旋转边放电，导致加工效率极低。有些工控机虽然可以实现电极边旋转边放电，但是由于电极旋转参数与机床进给参数仅仅可以输入一组，无法满足放电加工时，粗、精放电对进给参数的不同需求，造成严重空运行时间浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置，能够解决金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽加工时的加工稳定性问题，提高金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽加工的效率和准确度。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置，包括用于检测电极放电电压的短路信号检测装置、用于检测工件加工状态的段信号数码管、控制器、用于驱动电机运转的驱动器及用于带动机床和电极旋转的电机，短路信号检测装置的输出端与控制器相连，段信号数码管经光耦继电器与控制器相连，所述控制器的输出端经驱动器连接电机。

优选地，所述短路信号检测装置采用电压检测电路，短路信号检测装置通过检测电极的实际放电电压，来判断工件是否发生短路，即判断相邻的两个工件是否相接触，当电极的实际放电电压小于等于30V时，则认为工件发生短路，短路信号检测装置将低电平信号发送至控制器；当电极的实际放电电压大于等于100V时，则认为工件开路，短路信号检测装置将高电平信号发送至控制器。

优选地，所述控制器采用单片机或PLC。

优选地，所述驱动器包括电极驱动器和机床驱动器，所述电机包括电极驱动电机及机床进给电机，电极驱动器经电极驱动电机控制连接电极，机床驱动器经机床进给电机控制连接机床的工作台。

优选地，所述控制器的输出端还连接有用于向控制器输入电极放电电压参数及段信号参数的人机界面。

本实用新型通过段信号数码管来判断工件的加工阶段，结合机床的进给参数，通过驱动器驱动电极和机床按照预设的指令工作，从而实现工件的粗加工和精加工的自动控制，有效地解决了金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽加工时的加工稳定性问题，并完成进给参数控制与放电参数对接，实现金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽的高效放电加工，同时使得电极放电过程非常稳定，无电极打滑抱死等现象，大大提高了金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽加工的效率和准确度，使得工件的加工效率至少可以提高50%以上，单件加工时间一般不高于50min。

本实用新型还设置有短路信号检测装置，在各参数段内加工之前，首先检测工件是否发生短路，若短路，则电极和机床停止动作，防止在工件发生短路时电极和机床动作而造成设备和工件损坏，保证装置正常工作。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型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实用新型的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型所述的一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置，包括用于检测电极放电电压的短路信号检测装置、用于检测工件加工状态的段信号数码管、控制器、用于驱动电机运转的驱动器及用于带动机床和电极旋转的电机，短路信号检测装置的输出端与控制器相连，段信号数码管经光耦继电器与控制器相连，控制器的输出端经驱动器连接电机，光耦继电器用于对段信号检测装置采集到的信号进行放大，从而获得控制器能够识别的信号，段信号数码管通过监控段信号数码管的驱动信号的变化，来区分粗精电参数，进而选择合适的进给马达驱动参数，能够实现进给参数与粗、精放电参数加工相匹配，保证加工质量。驱动器包括电极驱动器和机床驱动器，电机包括电极驱动电机及机床进给电机，电极驱动器经电极驱动电机控制连接电极，机床驱动器经机床进给电机控制连接机床的工作台。

短路信号检测装置采用电压检测电路，通过检测电极的实际放电电压，来判断工件是否发生短路，当电极的实际放电电压小于等于30V时，则认为工件发生短路，短路信号检测装置将低电平信号送至控制器；反之，当电极的实际放电电压大于等于100V时，则认为工件开路，短路信号检测装置将高电平信号送至控制器。电压检测电路为现有装置，不再赘述。

控制器采用单片机或PLC，控制器用于储存不同段加工的电极旋转参数以及机床进给参数，控制器还用于处理段信号数码管输入的电压信号，并将对应的电极旋转参数以及机床进给参数输出到驱动器。

控制器的输出端还连接有人机界面，在本实施例中，人机界面采用欧姆龙HMI系列触摸屏，或者带按键输入的可视化可编程控制终端，通过人机界面可以向控制器输入电极放电电压参数及段信号参数，同时人机界面用于显示工件的加工状态。

本实用新型在工作时，首先将预设的电极放电电压参数及段信号参数输入控制器，然后由短路信号检测装置检测工件是否发生短路，若工件发生短路，短路信号检测装置将短路信号发送至控制器，控制器通过驱动器控制电极驱动电机和机床进给电机停止动作，若工件开路，则段信号数码管监测工件的加工电参数段号码，从而判断工件的加工阶段，控制器输出适用于当前阶段的快速进给指令给电极驱动器和机床驱动器，电极驱动器经电极驱动器带动电极旋转，同时机床驱动器经机床进给电机带动机床工作台径向进给，进而对工件进行粗加工或细加工，加工完成后，控制器输出停机指令，电极驱动电机及机床进给电机断电，停止加工。

本实用新型能够解决金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽加工时的加工稳定性问题，提高金属结合剂超硬材料砂轮外圆成型槽加工的效率和准确度。

Claims (5)

1.一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置，其特征在于：包括用于检测电极放电电压的短路信号检测装置、用于检测工件加工状态的段信号数码管、控制器、用于驱动电机运转的驱动器及用于带动机床和电极旋转的电机，短路信号检测装置的输出端与控制器相连，段信号数码管经光耦继电器与控制器相连，所述控制器的输出端经驱动器连接电机。

2.如权利要求1所述的一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置，其特征在于：所述短路信号检测装置采用电压检测电路。

3.如权利要求2所述的一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置，其特征在于：所述控制器采用单片机或PLC。

4.如权利要求3所述的一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置，其特征在于：所述驱动器包括电极驱动器和机床驱动器，所述电机包括电极驱动电机及机床进给电机，电极驱动器经电极驱动电机控制连接电极，机床驱动器经机床进给电机控制连接机床的工作台。

5.如权利要求4所述的一种金属结合剂超硬材料砂轮加工装置，其特征在于：所述控制器的输出端还连接有用于向控制器输入电极放电电压参数及段信号参数的人机界面。