CN2618725Y - 成型磨削砂轮在线修整器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种成型磨削砂轮在线修整器，其特点是：它由在线检测器、测量数据处理器及金刚石滚轮修整装置组成，金刚石滚轮修整装置主要包括：砂轮、金刚滚轮、直线导轨、底板、滚珠丝杠、中拖板、Z轴伺服电机、上拖板、金刚滚轮驱动电机、X轴伺服电机、金刚滚轮罩壳、支架，在线检测器为一杠杆式电感探测头，它固接在金刚滚轮罩壳上，金刚滚轮罩壳分别与上、中拖板连接，X轴伺服电机和Z轴伺服电机分别和上、中拖板的滚珠丝杠相连接，以实现探测头和金刚石滚轮的联动，对工件误差进行测量和对砂轮进行修整。本修整器的优点是，减少了无效加工时间，提高了磨削精度，本修整器适用于齿轮加工，花键轴加工。

Description

成型磨削砂轮在线修整器

技术领域

本实用新型涉及一种用于精密机械加工中的成型磨削砂轮在线修整器。

背景技术

在数控成型磨床加工中，工件的成型依赖于砂轮的形状，当砂轮磨损后，应及时对其形状进行修整，否则将造成加工的误差。目前砂轮修整由于缺乏在线测量技术，一般采用离线测量，根据测量结果控制砂轮的修整，这种修整方法存在两个问题：一是工件拆装会造成多次定位影响工件的定位精度，从而影响加工精度，并使加工时间过长；另一方面难以准确掌握砂轮的修整时间，只能凭经验确定何时砂轮应该进行修整。

发明内容

本实用新型的目的是针对目前磨削砂轮尚无在线修整器，为了减少无效加工时间，提高磨削精度而提供一种成型磨削砂轮在线修整器。

本实用新型的技术方案是：它由工件形状在线检测器、测量数据处理器及金刚石滚轮修整装置组成，金刚石滚轮修整装置主要包括：砂轮、金刚滚轮、直线导轨、底板、滚珠丝杠、中拖板、Z轴(上下方向)伺服电机、上拖板、金刚滚轮驱动电机、X轴(纵向)伺服电机、金刚滚轮罩壳、支架，在线检测器为一杠杆式电感探测头，杠杆式电感探测头固接在金刚滚轮罩壳上，金钢滚轮罩壳分别与上拖板和中拖板连接，X轴(纵向)伺服电机和Z轴(上下方向)伺服电机分别和上、中拖板的滚珠丝杠相连接，以实现探测头和金刚石滚轮的联动，对工件误差进行测量和对砂轮进行修整。

本修整器的优点是，减少了无效加工时间，提高了磨削精度，本修整器适用于齿轮加工，花键轴加工。

附图说明

图1为砂轮修整器示意图；

图2为砂轮修整器运动控制框图；

图3为齿轮成型加工示意图；

图4为测量位置确定图；

图5为渐开线理论轨迹与测头轨迹不重合现象示意图；

图6为金刚石滚轮的定位及运动控制示意图。

具体实施方式

由图1所示，成型磨削砂轮在线修整器，它由工件形状在线检测器、测量数据处理器及金刚石滚轮修整装置组成，金刚石滚轮修整装置主要包括；砂轮2、金刚滚轮3、直线导轨4、底板5、滚珠丝杠6、中拖板7、Z轴(上下方向)伺服电机8、上拖板9、金刚滚轮驱动电机10、X轴(纵向)伺服电机11、金刚滚轮罩壳12、支架13。在线检测器为一杠杆式电感探测头14，杠杆式电感探测头固接在金刚滚轮罩壳12上，金刚滚轮罩壳12分别与上拖板9和中拖板7连接，X轴(纵向)伺服电机11和Z轴(上下方向)伺服电机8分别和上、中拖板的滚珠丝杠相连接，以实现探测头和金刚石滚轮的联动。图1中的齿轮1为加工工件，砂轮2为磨床上的成型磨削砂轮，当砂轮需要修整时，如图2所示，砂轮修整器通过数控系统控制X轴(纵向)伺服电机和Z轴(上下方向)伺服电机的运动，实现金刚滚轮的曲线运动，从而完成砂轮的曲线型面的修整。为了测量加工齿轮的齿形误差，在砂轮修整器上安装一杠杆式电感探测头14，安装位置如图1所示。其目的是利用砂轮修整器上的X轴伺服电机和Z轴伺服电机实现测量头的曲线运动轨迹，完成齿形误差的测量。

成型磨削砂轮在线修整的具体实现步骤为：

1)机床控制成型砂轮在X方向运动，实现齿轮的成型磨削，如图3所示；

2)完成磨削后，机床控制砂轮2移开齿轮，并将杠杆式电感探测头14移至齿轮1测量位置，放入齿轮齿隙，用手搬动杠杆式电感测头14的下部，使测头与齿面在基圆附近接触如图4所示；

3)按照以下渐开线方程，并通过X轴(纵向)伺服电机11和Z轴(上下方向)伺服电机8的插补运动控制测头沿着理想渐开线轨迹运动，测得数据：

$X=\frac{\sin \left(\mathrm{inv\α}\right)}{\cos \mathrm{\α}}{r}_0---\left(1\right)$

$y=\frac{\cos \left(\mathrm{inv\α}\right)}{\cos \mathrm{\α}}{r}_0$

r₀为齿轮基圆半径，α为压力角，invα＝tgα-α；在测头运动过程中，由于测头的初始位置由操作人员放置，不能保证准确地将测头放置在基圆上，因此引起测头运动轨迹与实际渐开线轨迹不重合的问题，使得即使没有误差的齿轮齿廓，也会测出很大的齿形误差，使齿形误差的评定带来困难，如图5所示。这一误差必须得到修正。

4)齿轮齿形误差评定；

A以测头的起始位置(ΔX，ΔY)，和相对应的起始测量压力角为α₀，测得的数据d₁，d₂，...，d_n，

B根据上述测量值反求出测头的起始测量压力角α₀，并由该参数值确定出理论误差测量值t₁，t₂，...，t_n，

C将测得的数据d₁，d₂，...，d_n减去理论误差测量值t₁，t₂，...，t_n，即为用于评定齿形误差的数据，即根据数据d₁-t₁，d₂-t₂，...，d_n-t_n进行齿形误差的评定；

D根据测量值，采用生物遗传算法，反求测头的起始测量压力角α₀，染色体的评价函数定义为：

               C＝∑(t_i-d_i)²；

5)根据齿形误差评定结果，当齿形误差评定结果超差时，控制金刚石滚轮3对砂轮2进行修整。如图6所示，通过机床数控系统分别移动金刚滚轮至砂轮的两侧，从而确定出砂轮的中心位置坐标A点，然后以该点为基准，控制金刚滚轮运动至B点，并按照渐开线方程，由X轴(纵向)伺服电机和Z轴(上下方向)伺服电机的插补运动控制金刚滚轮完成砂轮的修整工作。

Claims (1)

1、一种成型磨削砂轮在线修整器，其特征在于，它由工件形状在线检测器、测量数据处理器及金刚石滚轮修整装置组成，金刚石滚轮修整装置主要包括：砂轮(2)、金刚滚轮(3)、直线导轨(4)、底板(5)、滚珠丝杠(6)、中拖板(7)、Z轴(上下方向)伺服电机(8)、上拖板(9)、金刚滚轮驱动电机(10)、X轴(纵向)伺服电机(11)、金刚滚轮罩壳(12)、支架(13)，在线检测器为一杠杆式电感探测头(14)，杠杆式电感探测头(14)固接在金钢滚轮罩壳(12)上，金钢滚轮罩壳(12)分别与上拖板(9)和中拖板(7)连接，X轴(纵向)伺服电机(11)和Z轴(上下方向)伺服电机(8)分别和上、中拖板的滚珠丝杠相连接，以实现探测头和金刚石滚轮的联动。

Images