專利名稱：一種精密外圓磨床的零件直徑在線控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械方法類，具體是一種精密外圓磨床的零件直徑在線控制方法。
背景技術(shù)：
圓形軸零件是機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域的重要組成部分，圓形軸零件在精密加工階段普遍采用精密外圓磨床以獲得良好的表面質(zhì)量與尺寸精度。為了抑制砂輪損耗、床身熱脹冷縮、進(jìn)給偏差等非理想因素對(duì)零件直徑精度的影響，精密外圓磨床中普遍采用在線測(cè)量裝置控制零件的直徑參數(shù)，即通過在增量進(jìn)給過程中連續(xù)檢測(cè)零件直徑參數(shù)，一旦檢測(cè)所得零件直徑瞬時(shí)值進(jìn)入設(shè)定區(qū)間，即從在線測(cè)量裝置發(fā)送停止進(jìn)給信號(hào)到精密外圓磨床的控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)零件直徑的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制?！?br> 然而在精密外圓磨床的增量進(jìn)給過程中，砂輪進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與零件自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)共同作用在被加工零件表面產(chǎn)生了連續(xù)分布的螺旋線。這使得傳統(tǒng)線測(cè)量裝置檢測(cè)的零件瞬時(shí)直徑與砂輪實(shí)際進(jìn)給位置對(duì)應(yīng)的零件直徑發(fā)生偏差，該偏差不僅與砂輪進(jìn)給速度有關(guān)，而且受到零件自轉(zhuǎn)速度的影響。而砂輪進(jìn)給速度與零件自轉(zhuǎn)速度均為精密外圓磨床的關(guān)鍵工藝參數(shù)，常需根據(jù)特定的零件加工要求進(jìn)行調(diào)整，從而使得零件直徑檢測(cè)值與實(shí)際值之間的偏差發(fā)生變化，給精密外圓磨床中零件直徑精度的校準(zhǔn)引入了不確定因素，增加了廢品的發(fā)生概率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方案合理、控制簡單，并能提升直徑加工精度的精密外圓磨床零件直徑在線控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種精密外圓磨床的零件直徑在線控制方法，其特征在于采用一直徑測(cè)量探頭在線測(cè)量零件直徑，直徑測(cè)量探頭安裝于氣動(dòng)伸縮平臺(tái)上，氣動(dòng)伸縮平臺(tái)由精密外圓磨床控制系統(tǒng)控制；零件帶有一自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)擺頭，采用一接近感應(yīng)開關(guān)安裝在驅(qū)動(dòng)零件自轉(zhuǎn)的擺頭輸出軸旁，擺頭每旋轉(zhuǎn)一圈，接近感應(yīng)開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)輸出；將測(cè)量探頭信號(hào)線、接近感應(yīng)開關(guān)脈沖信號(hào)線連接至零件直徑在線控制系統(tǒng)，磨削過程中氣動(dòng)伸縮平臺(tái)驅(qū)動(dòng)測(cè)量探頭伸出并與零件緊密接觸，零件直徑在線控制系統(tǒng)通過接近感應(yīng)開關(guān)脈沖信號(hào)測(cè)算零件自轉(zhuǎn)速度，根據(jù)測(cè)量探頭檢測(cè)的零件直徑減小速度測(cè)算砂輪進(jìn)給速率，而后通過合并計(jì)算得到零件表面螺旋線導(dǎo)致的直徑測(cè)量偏差，當(dāng)測(cè)量探頭讀數(shù)減小到計(jì)算所得直徑測(cè)量偏差值時(shí)即向精密外圓磨床的控制系統(tǒng)發(fā)出停止進(jìn)給信號(hào)，停止砂輪進(jìn)給運(yùn)動(dòng)并控制測(cè)量探頭縮回原始位置，而后用光磨工藝消除零件表面殘余的螺旋線。本發(fā)明開始加工前，先采用標(biāo)準(zhǔn)零件對(duì)測(cè)量探頭進(jìn)行校準(zhǔn)回零。本發(fā)明通過接近感應(yīng)開關(guān)脈沖信號(hào)測(cè)算零件自轉(zhuǎn)速度，根據(jù)測(cè)量探頭檢測(cè)的零件直徑減小速度測(cè)算砂輪進(jìn)給速率，進(jìn)而根據(jù)實(shí)時(shí)計(jì)算的直徑測(cè)量偏差值動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)出進(jìn)給停止信號(hào)的時(shí)機(jī)，實(shí)現(xiàn)在不同磨削工藝條件下零件直徑加工精度的一致性。本發(fā)明方案簡便易行，科學(xué)合理，零件直徑控制精度高，在不同工藝條件下的加工重復(fù)性好。


圖I為本發(fā)明示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，一種精密外圓磨床的零件直徑在線控制方法，其特征在于A、將一直徑測(cè)量探頭3安裝于零件7外側(cè)并指向零件7 ;直徑測(cè)量探頭3的上測(cè)量臂4與下測(cè)量臂5與零件緊密接觸，直徑測(cè)量探頭3安裝于氣動(dòng)伸縮平臺(tái)6上，氣動(dòng)伸縮平臺(tái)6由精密外圓磨床控制系統(tǒng)9控制，在氣動(dòng)伸縮平臺(tái)6驅(qū)動(dòng)下直徑測(cè)量探頭3可進(jìn)入 加工區(qū)域檢測(cè)零件直徑并在加工完成后退出加工區(qū)域；B、零件7帶有一自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)擺頭，將一接近感應(yīng)開關(guān)2安裝在驅(qū)動(dòng)零件自轉(zhuǎn)的擺頭輸出軸I旁，輸出軸上安裝有一凸起標(biāo)記，擺頭每旋轉(zhuǎn)一圈，接近感應(yīng)開關(guān)2產(chǎn)生一個(gè)輸出脈沖；D、將直徑測(cè)量探頭3信號(hào)線、接近感應(yīng)開關(guān)2脈沖信號(hào)線連接至零件直徑在線控制系統(tǒng)10 ；E、開始加工前，先采用標(biāo)準(zhǔn)零件對(duì)直徑測(cè)量探頭3進(jìn)行校準(zhǔn)回零；F、磨削過程中，氣動(dòng)伸縮平臺(tái)6驅(qū)動(dòng)直徑測(cè)量探頭3伸出并與零件7緊密接觸，零件直徑在線控制系統(tǒng)10通過接近感應(yīng)開關(guān)2脈沖信號(hào)測(cè)算零件自轉(zhuǎn)速度，通過直徑測(cè)量探頭3檢測(cè)的零件直徑減小速度測(cè)算砂輪進(jìn)給速率，而后通過合并計(jì)算得到零件表面螺旋線導(dǎo)致的直徑測(cè)量偏差；G、當(dāng)直徑測(cè)量探頭3檢測(cè)的零件直徑讀數(shù)減小至計(jì)算所得直徑測(cè)量偏差值時(shí)零件直徑在線控制系統(tǒng)10即向精密外圓磨床控制系統(tǒng)9發(fā)出停止進(jìn)給信號(hào)，停止砂輪進(jìn)給運(yùn)動(dòng)并控制直徑測(cè)量探頭3縮回原始位置，而后用光磨工藝消除零件表面殘余的螺旋線。本發(fā)明的直徑測(cè)量探頭3上裝有線性位移傳感器，砂輪8進(jìn)給過程中，零件7直徑持續(xù)減小導(dǎo)致其對(duì)線性位移傳感器的擠壓量也持續(xù)減小。設(shè)定線性位移傳感器的壓縮方向?yàn)檎较?，則其輸出位移信號(hào)的變化規(guī)律與被檢測(cè)零件直徑的變化規(guī)律相一致。零件直徑在線檢測(cè)過程中，直徑測(cè)量探頭3的上測(cè)量臂4、下測(cè)量臂5在彈性力作用下與零件7表面保持緊密接觸。
權(quán)利要求
1.一種精密外圓磨床的零件直徑在線控制方法，其特征在于采用一直徑測(cè)量探頭在線測(cè)量零件直徑，直徑測(cè)量探頭安裝于氣動(dòng)伸縮平臺(tái)上，氣動(dòng)伸縮平臺(tái)由精密外圓磨床控制系統(tǒng)控制；零件帶有一自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)擺頭，采用一接近感應(yīng)開關(guān)安裝在驅(qū)動(dòng)零件自轉(zhuǎn)的擺頭輸出軸旁，擺頭每旋轉(zhuǎn)一圈，接近感應(yīng)開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)輸出；將測(cè)量探頭信號(hào)線、接近感應(yīng)開關(guān)脈沖信號(hào)線連接至零件直徑在線控制系統(tǒng)，磨削過程中氣動(dòng)伸縮平臺(tái)驅(qū)動(dòng)測(cè)量探頭伸出并與零件緊密接觸，零件直徑在線控制系統(tǒng)通過接近感應(yīng)開關(guān)脈沖信號(hào)測(cè)算零件自轉(zhuǎn)速度，根據(jù)測(cè)量探頭檢測(cè)的零件直徑減小速度測(cè)算砂輪進(jìn)給速率，而后通過合并計(jì)算得到零件表面螺旋線導(dǎo)致的直徑測(cè)量偏差，當(dāng)測(cè)量探頭讀數(shù)減小至計(jì)算所得直徑測(cè)量偏差值時(shí)即向精密外圓磨床的控制系統(tǒng)發(fā)出停止進(jìn)給信號(hào)，停止砂輪進(jìn)給運(yùn)動(dòng)并控制測(cè)量探頭縮回原始位置，而后用光磨工藝消除零件表面殘余的螺旋線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的精密外圓磨床的零件直徑在線控制方法，其特征在于開始加工前，先采用標(biāo)準(zhǔn)零件對(duì)測(cè)量探頭進(jìn)行校準(zhǔn)回零。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的精密外圓磨床的零件直徑在線控制方法，其特征在于直徑測(cè)量探頭上裝有線性位移傳感器，砂輪進(jìn)給過程中，零件直徑持續(xù)減小導(dǎo)致其對(duì)線性位移傳感器的擠壓量也持續(xù)減小。
全文摘要
本發(fā)明屬于機(jī)械方法類，具體是一種精密外圓磨床的零件直徑在線控制方法，其特征在于采用一直徑測(cè)量探頭在線測(cè)量零件直徑，零件帶有一自轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)擺頭，采用一接近感應(yīng)開關(guān)安裝在驅(qū)動(dòng)零件自轉(zhuǎn)的擺頭輸出軸旁，擺頭每旋轉(zhuǎn)一圈，接近感應(yīng)開關(guān)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)輸出；零件直徑在線控制系統(tǒng)通過接近感應(yīng)開關(guān)脈沖信號(hào)測(cè)算零件自轉(zhuǎn)速度，根據(jù)測(cè)量探頭檢測(cè)的零件直徑減小速度測(cè)算砂輪進(jìn)給速率，而后通過合并計(jì)算得到零件表面螺旋線導(dǎo)致的直徑測(cè)量偏差，當(dāng)測(cè)量探頭讀數(shù)減小至計(jì)算所得直徑測(cè)量偏差值時(shí)即向精密外圓磨床的控制系統(tǒng)發(fā)出停止進(jìn)給信號(hào)，停止砂輪進(jìn)給運(yùn)動(dòng)并控制測(cè)量探頭縮回原始位置，而后用光磨工藝消除零件表面殘余的螺旋線。本發(fā)明方案簡便易行，科學(xué)合理，零件直徑控制精度高。
文檔編號(hào)B24B49/04GK102922427SQ20121040126
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者俞紅祥 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)