本發(fā)明涉及機械磨削加工技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種控制磨床砂輪進給的方法。

背景技術(shù)：

在人類的發(fā)展歷史中，追求更高的生產(chǎn)效率一直是我們所面臨的永恒的課題。目前，由于數(shù)控加工領(lǐng)域在速度、加速度、精度以及工作行程方面的需求越來越高，為了使得機床具有更高的效率，我們仔細研究了磨床的工作過程，發(fā)現(xiàn)在其工作循環(huán)中，由于被加工工件毛坯的尺寸大小不一，為了確保磨削砂輪不會撞擊工件，從開始快速進給到磨削，有段進給的空程時間，如果能夠使得這段時間縮短，就一定能夠提高其工作效率。

現(xiàn)有技術(shù)中有采用例如激光測量法和超聲波聲吶測量法等來使得這段時間縮短，實現(xiàn)砂輪的快速進給，然而這些方法不但需要增加額外的測量設(shè)備，增加了系統(tǒng)的成本和復雜性；而且，這些測量方法對現(xiàn)場的環(huán)境要求高，不能有水霧、火花，不能有環(huán)境噪音，否則影響測量效果，現(xiàn)場實際使用時測量的可靠性不高，最終大多被放棄使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種控制磨床砂輪進給的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)砂輪的快速進給，可以準確地判斷砂輪與工件接觸的時間點并減速進入正常磨削過程，提高了磨床工作效率。

其技術(shù)方案是這樣的：一種控制磨床砂輪進給的方法，包括電控連接的控制器、進給系統(tǒng)、變頻器、主軸電機、砂輪，其特征在于：所述控制器發(fā)出采樣指令，對砂輪進給過程的變頻器的工作電流進行采樣，將所采樣的變頻器的工作電流轉(zhuǎn)換成檢測信號，所述控制器根據(jù)檢測信號控制進給系統(tǒng)，從而控制砂輪的進給。

進一步的，通過控制器啟動變頻器使得主軸電機帶動砂輪運行到正常磨削轉(zhuǎn)速，控制器向變頻器發(fā)出采樣信號，變頻器采集其自身的工作電流并進行檢測信號H的運算，控制器控制伺服電機帶動砂輪快速進給，砂輪到達工件時變頻器的檢測信號設(shè)定為到達閾值H1，當變頻器檢測到檢測信號H將大于工件到達閾值H1，變頻器發(fā)送到達信號給控制器，控制器控制進給系統(tǒng)使得砂輪減速進入磨削工序。

進一步的，砂輪與工件的發(fā)生過度碰撞時變頻器的檢測信號設(shè)定為過度碰撞閾值H2，當變頻器檢測到檢測信號H將大于過度碰撞閾值H2，變頻器發(fā)送碰撞信號給控制器，控制器控制進給系統(tǒng)停止進給并控制砂輪退回原位。

進一步的，通過控制器啟動變頻器使得主軸電機帶動砂輪運行到正常磨削轉(zhuǎn)速；控制器控制進給系統(tǒng)帶動砂輪快速進給，控制器向變頻器發(fā)出采樣信號，變頻器采集其自身的工作電流I，根據(jù)工作電流I得到檢測信號H，檢測信號Hn=(H_n-1*7+In)/8，Hn為當前監(jiān)測信號，H_n-1上一次監(jiān)測信號，In為當前工作電流參數(shù)，采集砂輪運行到正常磨削轉(zhuǎn)速時變頻器工作電流I得到基準檢測信號Hb，根據(jù)基準檢測信號Hb可得砂輪到達工件時的閾值H1=(1+x1/100)*Hb，x1為“砂輪到達工件”的閾值百分比,x1為用戶根據(jù)現(xiàn)場加工工件預先在變頻器中設(shè)置的參數(shù)，當變頻器檢測到檢測信號H大于工件達到閾值H1，向控制器發(fā)出到達信號，控制器向進給系統(tǒng)發(fā)減速指令進行減速，使得砂輪減速進入磨削工序。

進一步的，根據(jù)基準檢測信號Hb取得砂輪與工件的發(fā)生過度碰撞時的閾值H2=(1+x2/100)*Hb，x2為“砂輪與工件過度碰撞”的閾值百分比，x2為用戶根據(jù)現(xiàn)場加工工件預先在變頻器中設(shè)置的參數(shù)，當變頻器檢測到檢測信號H大于過度碰撞閾值H2，向控制器發(fā)出過度碰撞信號，控制器向進給系統(tǒng)發(fā)出停止進給指令，控制進給系統(tǒng)停止進給并控制砂輪退回原位。

本發(fā)明的控制磨床砂輪進給的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)砂輪的快速進給功能，通過采集變頻器其自身的工作電流并通過運算取得檢測信號H，可以準確地判斷砂輪與工件接觸的時間點，當砂輪與工件剛一接觸，控制器控制進給系統(tǒng)減速，進入正常磨削過程。磨床控制器通過驅(qū)動主軸的變頻器的電流獲得檢測信號對進給系統(tǒng)進行控制，無需增加額外的測量設(shè)備，成本低、可靠性高，不受工作環(huán)境限制，通過快速進給功能的實現(xiàn)，縮短每個工件的加工時間，使得磨床的工作效率有了較大的提高，而且適用范圍廣泛，對磨床的進給行程長短以及加工工件大小沒有任何要求，只要沒有接觸，均可以快速進給，縮短了進給的空程時間；實現(xiàn)了防過度碰撞功能，通過檢測變頻器自身的工作電流發(fā)現(xiàn)是否砂輪與工件發(fā)生過度碰撞，一旦檢測到過度碰撞，控制器控制進給系統(tǒng)讓其停止進給返回原點，防止了工件報廢，也避免了可能發(fā)生的安全事故，保證設(shè)備的加工精度，延長設(shè)備的使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的磨床系統(tǒng)的示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制磨床砂輪進給的方法的控制器的工作流程圖；

圖3為本發(fā)明的控制磨床砂輪進給的方法的變頻器的工作流程圖。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的權(quán)利要求和發(fā)明內(nèi)容所公開的內(nèi)容，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下所述。

見圖1、圖2、圖3，本發(fā)明的一種控制磨床砂輪進給的方法，包括電控連接的控制器1、進給系統(tǒng)2、變頻器3、主軸電機4、砂輪5，工件6通過工件夾具7夾持，控制器控制變頻器3和進給系統(tǒng)2，控制器為PLC或者CNC或者單片機，變頻器3驅(qū)動主軸電機4，帶動砂輪5轉(zhuǎn)動，控制器發(fā)出采樣指令，對砂輪進給過程中的變頻器的工作電流進行采樣，將所采樣的變頻器的工作電流轉(zhuǎn)換成檢測信號，控制器根據(jù)檢測信號控制進給系統(tǒng)，從而控制砂輪的進給，具體控制方法如下：

通過控制器1啟動變頻器3使得主軸電機4帶動砂輪5運行到正常磨削轉(zhuǎn)速；控制器1向變頻器3發(fā)出采樣信號8，變頻器采集其自身的工作電流I，根據(jù)工作電流I獲得檢測信號H，檢測信號H的計算公式為Hn=(H_n-1*7+In)/8，Hn為當前監(jiān)測信號，H_n-1上一次監(jiān)測信號，In為當前工作電流參數(shù)，采集砂輪運行到正常磨削轉(zhuǎn)速時變頻器工作電流I得到基準檢測信號Hb；

快速進給功能的實現(xiàn)：

根據(jù)基準檢測信號Hb可以獲得砂輪到達工件時的工件到達閾值H1=(1+x1/100)*Hb，x1為“砂輪到達工件”的閾值百分比,x1為用戶根據(jù)現(xiàn)場加工工件預先在變頻器中設(shè)置的參數(shù)，控制器1控制進給系統(tǒng)2帶動砂輪5快速進給，當變頻器發(fā)現(xiàn)檢測信號H大于工件達到閾值H1，向控制器發(fā)出到達信號9，控制器向進給系統(tǒng)發(fā)減速指令進行減速，使得砂輪減速進入磨削工序；

防過度碰撞功能的實現(xiàn)：

根據(jù)基準檢測信號Hb獲得砂輪與工件的發(fā)生過度碰撞時的過度碰撞閾值H2=(1+x2/100)*Hb，x2為“砂輪與工件過度碰撞”的閾值百分比，x2為用戶根據(jù)現(xiàn)場加工工件預先在變頻器中設(shè)置的參數(shù)，控制器1控制進給系統(tǒng)2帶動砂輪5快速進給，當變頻器發(fā)現(xiàn)檢測信號H大于過度碰撞閾值H2，向控制器發(fā)出過度碰撞信號10，控制器向進給系統(tǒng)發(fā)出停止進給指令，控制進給系統(tǒng)停止進給并控制砂輪退回原位。

見圖3，變頻器的工作過程：變頻器初始化后啟動運行，使得主軸電機4帶動砂輪5運行到正常磨削轉(zhuǎn)速，接收到控制器的采樣指令后采集自身的工作電流，首次采樣后獲得基準檢測信號Hb，工件到達閾值H1，過度碰撞閾值H2，變頻器實時根據(jù)采樣的工作電流計算檢測信號H，當發(fā)現(xiàn)檢測信號H大于工件到達閾值H1，向控制器輸出到達信號9，當發(fā)現(xiàn)檢測信號H大于到過度碰撞閾值H2，向控制器輸出過度碰撞信號10。

工件到達閾值H1的設(shè)定是為了提前判斷是工件否到達工件，過度碰撞閾值H2的設(shè)定是為了提前判斷工件是否發(fā)生碰撞，如果直接對電流進行檢測到電流過大時往往已經(jīng)到達工件或者發(fā)生碰撞。

本發(fā)明的控制磨床砂輪進給的方法具有以下優(yōu)點：

1）本發(fā)明的控制磨床砂輪進給的方法采用的磨床結(jié)構(gòu)簡單、成本低、可靠性高，通過磨床的變頻器的工作電流，取得砂輪與工件接觸信號，通過磨床自帶的控制器對進給系統(tǒng)進行控制，無需增加額外的測量設(shè)備，因而成本低、可靠性高，不受環(huán)境噪音限制。

2）實現(xiàn)了快速進給功能，縮短每個工件的加工時間，使得磨床的工作效率有了較大的提高；而且適用范圍廣泛，對磨床的進給行程長短以及加工工件大小沒有任何要求，只要沒有接觸，均可以快速進給，縮短了進給的空程時間。

3）實現(xiàn)了防過度碰撞功能。在變頻器發(fā)現(xiàn)檢測信號超過碰撞閾值H2時，給控制器發(fā)送過度碰撞信號，控制器收到過度碰撞信號后通過進給系統(tǒng)讓其停止進給返回原點，防止了工件報廢，也避免了可能發(fā)生的安全事故，保證設(shè)備的加工精度，延長設(shè)備的使用壽命。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。