CN210704305U - 平面磨床自动在线测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种平面磨床自动在线测量装置，其解决了现有平面磨床磨削加工时，手动测量工件尺寸效率低、准确度低、降低整个磨削作业效率的技术问题，其包括支架、光栅尺、测头、气缸、数据处理单元和磨床工作台，光栅尺包括主尺和读数头，主尺、气缸固定连接在支架上，测头与读数头连接，气缸的活塞杆与测头连接，读数头通过信号线与数据处理单元连接；数据处理单元包括MCU、电源管理模块、AC/DC转换模块、通讯接口、驱动电路和接收电路接口，电源管理模块与MCU连接，AC/DC转换模块与电源管理模块连接，通讯接口与MCU连接，驱动电路与MCU连接，所述接收电路接口与MCU连接；光栅尺的读数头通过信号线与接收电路接口连接。本实用新型广泛用于平面磨床等数控机床技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及机床技术领域，具体而言，涉及一种平面磨床自动在线测量装置。
背景技术
数控机床加工领域的发展日新月异，平面磨床在实际磨削加工过程中，由于余量的不均匀，材料硬度的不一，砂轮的磨损变化等因素，操作者为了准确掌握工件磨削尺寸，在实际加工中使用测量工具进行手动测量工件尺寸，手动测量效率低、准确度低，也降低整个磨削作业的效率。
发明内容
本实用新型就是为了解决现有平面磨床磨削加工时，手动测量工件尺寸效率低、准确度低、降低整个磨削作业效率的技术问题，提供了一种在磨削加工过程自动测量工件尺寸，提高测量效率和准确度，提高整个磨削作业效率的平面磨床自动在线测量装置。
本实用新型的技术方案是，提供一种平面磨床自动在线测量装置，包括支架、光栅尺、测头、气缸、数据处理单元和磨床工作台，光栅尺包括主尺和读数头，所述主尺固定连接在支架上，测头与读数头连接，气缸固定连接在支架上，气缸的活塞杆与测头连接，读数头通过信号线与数据处理单元连接；
数据处理单元包括MCU、电源管理模块、AC/DC转换模块、通讯接口、驱动电路和接收电路接口，电源管理模块与MCU连接，AC/DC转换模块与电源管理模块连接，通讯接口与MCU连接，驱动电路与MCU连接，所述接收电路接口与MCU连接；
光栅尺的读数头通过信号线与接收电路接口连接。
优选地，数据处理单元还包括显示及键盘输入电路、LED显示模块、键盘阵列模块和外扩数据存储模块，显示及键盘输入电路与MCU连接， LED显示模块与显示及键盘输入电路连接，键盘阵列模块与显示及键盘输入电路连接，外扩数据存储模块与MCU连接。
本实用新型的有益效果是，实现自动测量工件尺寸，提高测量效率和准确度，也能够大幅提高磨削效率、磨削精度，可以大幅提高机械制造的自动化水平和工作效率，尤其适应于大批量工件的加工。
本实用新型进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是工件以标准试件为基准确定磨削量的示意图；
图3是数据处理单元的原理框图。
图中符号说明：
10.工作台，20.磨头，30.磨头进给马达，40.磨头运动控制装置， 50.在线测量装置，51.测头，52.主尺，53.读数头，54.气缸，55.数据处理单元，60.工件。
具体实施方式
以下参照附图，以具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，在线测量装置50包括支架、光栅尺、测头51、气缸 54、数据处理单元55，光栅尺包括主尺52和读数头53，主尺52固定安装在支架上，测头51与读数头53连接，气缸54固定安装在支架上，气缸54的活塞杆与测头51连接，读数头53通过信号线与数据处理单元55 连接通讯。
如图3所示数据处理单元55包括MCU、电源管理模块、AC/DC转换模块、显示及键盘输入电路、LED显示模块、键盘阵列模块、通讯接口、外扩数据存储模块、IO输入光耦隔离电路、驱动电路、接收电路接口，电源管理模块与MCU连接，AC/DC转换模块与电源管理模块连接，显示及键盘输入电路与MCU连接，LED显示模块与显示及键盘输入电路连接，键盘阵列模块与显示及键盘输入电路连接，通讯接口与MCU连接，外扩数据存储模块与MCU连接，IO输入光耦隔离电路与MCU连接，驱动电路与 MCU连接，接收电路接口与MCU连接。MCU可以采用Microchip PIC16F917 单片机，通讯接口可采用RS485通讯接口电路。
读数头53通过信号线与接收电路接口连接，驱动电路与磨头运动控制装置40连接，驱动电路发送给磨头运动装置40四种开关量控制状态。
磨头进给马达30与磨头运动控制装置40连接，磨头20与磨头进给马达30的输出轴连接。
光栅尺的读数头53能够实时获取磨头20的位移量(光栅尺的读数头53实时获取工件的尺寸高度)，高度数据发送给MCU。
如图2所示，将工件60安装在磨床的工作台10上，工作台10能够平移，对工件60加工前，先用测头51和光栅尺来测量工件60表面和标准试件表面之间的距离D，D为针对工件需要加工的磨削量；其次，测头 51与工件60上表面接触时为侧头51的初始位置，磨床的磨头运动控制装置40通过磨头进给马达30控制磨头20工作，对工件60进行磨削作业；经过一段时间后，气缸54动作带动测头51从初始位置向下移动直到与工件60接触，光栅尺的读数头53检测出该移动距离h并将移动距离数据h发送给MCU，MCU对h和D进行比较，A＝D-h，计算出的A为剩余磨削余量，然后磨床的磨头运动控制装置40根据剩余磨削余量A控制磨头20的进给量继续对工件60进行加工，从而完成余量A的加工，完成整个工件的磨削工艺流程。
需要说明的是，可以在MCU中预先设定粗磨状态值D1，半精磨状态值D2，精磨状态值D3，光磨状态值D4，当A>＝D1为粗磨状态；当D1>A ≥D2为半精磨状态；当D2>A≥D3为半精磨状态；当D3>A>D4为精磨状态；当A＝D4为光磨状态，MCU可以根据这四种状态控制磨头进给马达完成从粗磨到光磨的整个工件的磨削工艺流程。
需要说明的是，MCU可以根据剩余磨削余量A来定义当前磨削属于粗磨，半精磨，精磨，光磨中的哪一种状态，发出指令给磨头运动控制装置40从而控制磨头不同进给量。驱动电路发出的四种开关量信号分别代表粗磨、半精磨、精磨、光磨。
需要说明的是，气缸54也可以用其他升降装置代替。
需要说明的是，在线测量装置50的工作过程还可以如下：在对工件进行磨削的过程中，用测头51定期(比如每隔2分钟)测量工件60上表面和标准试件上表面之间的垂直距离，当该垂直距离为0时，使用磨头20停止工作，停止磨削作业。
以上所述仅对本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。
Claims (2)
1.一种平面磨床自动在线测量装置，其特征在于，包括支架、光栅尺、测头、气缸、数据处理单元和磨床工作台，所述光栅尺包括主尺和读数头，所述主尺固定连接在支架上，所述测头与读数头连接，所述气缸固定连接在支架上，所述气缸的活塞杆与测头连接，所述读数头通过信号线与数据处理单元连接；
所述数据处理单元包括MCU、电源管理模块、AC/DC转换模块、通讯接口、驱动电路和接收电路接口，所述电源管理模块与MCU连接，所述AC/DC转换模块与电源管理模块连接，所述通讯接口与MCU连接，所述驱动电路与MCU连接，所述接收电路接口与MCU连接；
所述光栅尺的读数头通过信号线与接收电路接口连接。
2.根据权利要求1所述的平面磨床自动在线测量装置，其特征在于，所述数据处理单元还包括显示及键盘输入电路、LED显示模块、键盘阵列模块和外扩数据存储模块，所述显示及键盘输入电路与MCU连接，LED显示模块与显示及键盘输入电路连接，键盘阵列模块与显示及键盘输入电路连接，外扩数据存储模块与MCU连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN115015527A (zh) * | 2022-06-10 | 2022-09-06 | 山东理工大学 | 一种模拟深锥浓密机高压力的实验装置及实验方法 |
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| CN115015527B (zh) * | 2022-06-10 | 2023-12-22 | 山东理工大学 | 一种模拟深锥浓密机高压力的实验装置及实验方法 |
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