磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)，其特征在于，它是采用點(diǎn)接觸式同步在線測量方式，包括伺服控制系統(tǒng)、設(shè)置在磨床工作臺上的在線測量支撐機(jī)構(gòu)、在線測量尺，在線測量尺包括測量尺、設(shè)置在測量尺端部的測量探頭和驅(qū)動測量尺沿水平方向位移的驅(qū)動缸，測量探頭作為點(diǎn)接觸測量構(gòu)件，檢測對象的軸向尺寸變化量。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對磨削工件的在線實(shí)時(shí)的同步測量，工件磨削過完畢，其產(chǎn)品的質(zhì)量檢測也即刻完成，從而降低了產(chǎn)品的廢品率，解決了傳統(tǒng)人工離線檢測方式因多次拆件測量而造成生產(chǎn)效率低下的問題，性能更加優(yōu)越。
【專利說明】
磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及磨削機(jī)床技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種磨削機(jī)床的在線測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國硬質(zhì)合金產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至今，產(chǎn)品品種基本齊全，涉及金屬切削、礦山開采、拉撥模具、耐磨零件等各領(lǐng)域，除部分高性能精度研磨涂層刀片及配套工具、高性能超細(xì)合金棒材和少量大異制品需從國外進(jìn)口外，絕大部分產(chǎn)品中國均能生產(chǎn)。我國的硬質(zhì)合金工業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)，依然存在產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入相對不足、設(shè)備的更新改造水平不高、合金產(chǎn)品的生產(chǎn)與裝備生產(chǎn)脫節(jié)等方面的問題，導(dǎo)致本行業(yè)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、高附加值及配套產(chǎn)品少、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不高等問題。其中硬質(zhì)合金產(chǎn)品生產(chǎn)裝備的發(fā)展不足是制約我國硬質(zhì)合金產(chǎn)品生產(chǎn)的瓶頸。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，目前國外少數(shù)先進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品在中國市場的占有率按重量計(jì)算不到中國硬質(zhì)合金產(chǎn)量的1.5%，但年合金銷售總額卻占中國硬質(zhì)合金年銷售總額的10%以上。隨著國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)對合金刀具的需求量大增，合金刀具的精密加工成為合金產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)快速發(fā)展的瓶頸，目前國內(nèi)專門從事合金加工專用機(jī)床企業(yè)極少，故合金刀具生產(chǎn)企業(yè)迫切需要對一些工序設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造。
[0003]經(jīng)過現(xiàn)場檢測，目前我國合金刀具生產(chǎn)機(jī)床狀況如下:
[0004]1、機(jī)床使用時(shí)間較長，設(shè)備存在一定老化；
[0005]2、機(jī)床磨制工件為鎢鈷類硬質(zhì)合金圓片，工作環(huán)境粉塵污染較大；
[0006]3、在工作過程中，存在一定的冷卻水腐蝕，對工件主軸產(chǎn)生一定的精度影響，同時(shí)因?yàn)殚L期使用，工件主軸回轉(zhuǎn)間隙變大，影響加工精度；
[0007]4、機(jī)床操作工人現(xiàn)場使用時(shí)，存在如下問題:
[0008](I)、工人進(jìn)行合金刀片磨削時(shí)，現(xiàn)場可見明顯合金粉塵揚(yáng)塵，工作環(huán)境粉塵污染較大，同時(shí)粉塵對工人身體健康不利；
[0009](2)、工人裝夾刀片時(shí)，采用不停機(jī)工作方式，此時(shí)砂輪處于高速運(yùn)行狀態(tài)，工人手指與砂輪極為接近(目測估計(jì)約5cm左右)，存在嚴(yán)重安全隱患；
[0010](3)、進(jìn)行磨制工作時(shí)，需要熟手磨工操作，進(jìn)行全手工作業(yè)，勞動強(qiáng)度大；
[0011 ] (4)、對工件進(jìn)行檢測時(shí)，需要拆工件檢測，單個(gè)工件從開始磨制到加工完成，中途需視工人的經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行多次拆件檢測，加工效率極低，極易造成工件加工過量，致使工件報(bào)廢，對操作工人的操作水平要求高。
[0012]其中，所述的第(4)個(gè)問題也正是傳統(tǒng)的機(jī)加工檢測過程中最常用的離線測量方式，其具體操作是在零件的加工過程中，根據(jù)操作工人的經(jīng)驗(yàn)，按照工作需要，將機(jī)床停機(jī)，采用測量儀器，在加工工件拆件或不拆件的狀態(tài)下，對工件進(jìn)行物理量的檢測。該檢測方式是建立在加工與檢測相互分離的基礎(chǔ)上，加工的時(shí)候不能進(jìn)行產(chǎn)品檢測，檢測的時(shí)候不能進(jìn)行產(chǎn)品加工，造成生產(chǎn)效率低下，同時(shí)因?yàn)楣ぜ亩啻尾鹦逗脱b夾，使工件的裝夾定位基準(zhǔn)不斷發(fā)生變化，導(dǎo)致工件的加工誤差人為增加，影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0013]因此，為了保證機(jī)床加工零件的品質(zhì)，大幅提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，實(shí)施加工測量一體化的在線測量技術(shù)，具有重大意義。其中，所述的在線測量是指在零件的加工過程中，通過直接或者間接的測量方式不拆工件進(jìn)行品質(zhì)檢測。它分為2種情況:
[0014]1、測量部件在零件的加工過程中直接實(shí)時(shí)測量零件的加工精度，零件的加工過程和檢測過程是同步的；
[0015]2、加工過程和檢測過程分離，當(dāng)一步工序完成或零件加工完畢后，不拆工件，測量機(jī)構(gòu)對零件進(jìn)行檢測，加工與測量是不同步的。
[0016]但是，目前在磨床上采用的測量方案大多不理想，有使用模擬計(jì)算等方式估算砂輪在磨削過程中的損耗量，再計(jì)入磨床數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，此種設(shè)計(jì)是建立在對砂輪磨損按照一定規(guī)律基礎(chǔ)上的，在實(shí)際磨削過程的影響因素較多，故不能予以較好反映真實(shí)的磨削情況，因此方案實(shí)際應(yīng)用并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供的一種不僅結(jié)構(gòu)簡單，測量精準(zhǔn)，能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)。
[0018]本發(fā)明是采用如下技術(shù)解決方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:一種磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)，其特征在于，它是采用點(diǎn)接觸式同步在線測量方式，包括伺服控制系統(tǒng)、設(shè)置在磨床工作臺上的在線測量支撐機(jī)構(gòu)、在線測量尺，
[0019]在線測量尺包括測量尺、設(shè)置在測量尺端部的測量探頭和驅(qū)動測量尺沿水平方向位移的驅(qū)動缸，測量探頭作為點(diǎn)接觸測量構(gòu)件，檢測對象的軸向尺寸變化量；
[0020]在線測量支撐機(jī)構(gòu)包括與測量尺對應(yīng)的前軸承支承、后軸承支承，磨床工作臺測量尺通過前軸承支承、后軸承支承活動設(shè)置在磨床工作臺上，驅(qū)動缸推動測量尺沿磨床工作臺水平方向產(chǎn)生位移，從而推動測量探頭與被測工件產(chǎn)生表面接觸，實(shí)現(xiàn)測量過程；
[0021]所述伺服控制系統(tǒng)包括伺服機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)裝置、位置信號處理模塊，位置信號處理模塊與伺服機(jī)構(gòu)連接，伺服機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動伺服電機(jī)裝置，伺服電機(jī)裝置連接帶動磨床工作臺水平位移;位置信號處理模塊通過測量探頭獲取與工件的接觸面的實(shí)際位置測量信號，并將其與目標(biāo)位置信號進(jìn)行比較，判斷是否加工到位，若未加工到位則發(fā)出信號傳送給伺服機(jī)構(gòu)，伺服機(jī)構(gòu)根據(jù)未加工到位信號，發(fā)出恒力電壓信號給伺服電機(jī)裝置，伺服電機(jī)裝置接受恒力電壓信號后，帶動磨床工作臺進(jìn)給加工;如此循環(huán)，直到工件磨削到目標(biāo)尺寸，方停止加工。
[0022]作為上述方案的進(jìn)一步說明，測量尺外設(shè)置有螺旋千分尺，測量尺的位移行程由螺旋千分尺予以限制。
[0023]進(jìn)一步地，所述測量尺的后部套設(shè)有聯(lián)動抱環(huán)，驅(qū)動缸的活塞桿前端設(shè)置有連接端頭，該連接端頭與聯(lián)動抱環(huán)連接。
[0024]進(jìn)一步地，所述伺服電機(jī)裝置包括伺服電機(jī)和與伺服電機(jī)連接的帶輪傳動機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)通過帶輪傳動機(jī)構(gòu)帶動磨床工作臺進(jìn)給加工。
[0025]本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是:
[0026]本發(fā)明采用點(diǎn)接觸式同步在線測量方式，實(shí)時(shí)直接跟蹤被測工件尺寸的變化情況，特別是對工件的磨削過程中的軸向尺寸物理量進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測量，測量過程具有實(shí)時(shí)可控、測量精度高、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際測試所知，測量控制精度滿足0.0lmm的精度要求。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明的設(shè)置有在線測量系統(tǒng)的磨削機(jī)床結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明的在線測量系統(tǒng)工作原理圖；
[0029]圖3為本發(fā)明的在線測量系統(tǒng)支撐機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖標(biāo)記說明:1、伺服控制系統(tǒng)1-1、伺服機(jī)構(gòu)1-2、伺服電機(jī)裝置1-21、伺服電機(jī)1-22、帶輪傳動機(jī)構(gòu)1-3、位置信號處理模塊2、磨床工作臺3、在線測量支撐機(jī)構(gòu)3-
1、前軸承支承3-2、后軸承支承4、在線測量尺4-1、測量尺4-2、測量探頭4_3、驅(qū)動缸
5、螺旋千分尺6、聯(lián)動抱環(huán)7、連接端頭8、夾具9、被測工件。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ]以下結(jié)合具體實(shí)施例對本技術(shù)方案作詳細(xì)的描述。
[0032]如圖1-圖3所示，本發(fā)明是一種磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)，它是采用點(diǎn)接觸式同步在線測量方式，包括伺服控制系統(tǒng)1、設(shè)置在磨床工作臺2上的在線測量支撐機(jī)構(gòu)3、在線測量尺4，在線測量尺4包括測量尺4-1、設(shè)置在測量尺端部的測量探頭4-2和驅(qū)動測量尺沿水平方向位移的驅(qū)動缸4-3，測量探頭作為點(diǎn)接觸測量構(gòu)件，檢測對象的軸向尺寸變化量;測量探頭的前端為耐磨合金，內(nèi)部采用電感式位移傳感器。
[0033]在線測量支撐機(jī)構(gòu)3包括與測量尺對應(yīng)的前軸承支承3-1、后軸承支承3-2，磨床工作臺測量尺通過前軸承支承、后軸承支承活動設(shè)置在磨床工作臺上，驅(qū)動缸推動測量尺沿磨床工作臺水平方向產(chǎn)生位移，從而推動測量探頭與固定于夾具8上的被測工件9產(chǎn)生表面接觸，實(shí)現(xiàn)測量過程;所述測量尺的下方設(shè)置有螺旋千分尺5，測量尺的位移行程由螺旋千分尺予以限制。所述伺服控制系統(tǒng)I包括伺服機(jī)構(gòu)1-1、伺服電機(jī)裝置1-2、位置信號處理模塊1-3，位置信號處理模塊與伺服機(jī)構(gòu)連接，伺服機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動伺服電機(jī)裝置，伺服電機(jī)裝置連接帶動磨床工作臺水平位移;位置信號處理模塊通過測量探頭獲取與工件的接觸面的實(shí)際位置測量信號，并將其與目標(biāo)位置信號進(jìn)行比較，判斷是否加工到位，若未加工到位則發(fā)出信號傳送給伺服機(jī)構(gòu)，伺服機(jī)構(gòu)根據(jù)未加工到位信號，發(fā)出恒力電壓信號給伺服電機(jī)裝置，伺服電機(jī)裝置接受恒力電壓信號后，帶動磨床工作臺進(jìn)給加工；如此循環(huán)，直到工件磨削到目標(biāo)尺寸，方停止加工。
[0034]進(jìn)一步地，所述測量尺的后部套設(shè)有聯(lián)動抱環(huán)6，驅(qū)動缸的活塞桿前端設(shè)置有連接端頭7，該連接端頭7與聯(lián)動抱環(huán)6連接。伺服電機(jī)裝置1-2包括伺服電機(jī)1-21和與伺服電機(jī)連接的帶輪傳動機(jī)構(gòu)1-22，伺服電機(jī)通過帶輪傳動機(jī)構(gòu)帶動磨床工作臺進(jìn)給加工。
[0035]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用點(diǎn)接觸式在線同步測量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對磨削工件的在線實(shí)時(shí)的同步測量，工件磨削過完畢，其產(chǎn)品的質(zhì)量檢測也即刻完成，從而降低了產(chǎn)品的廢品率，解決了傳統(tǒng)人工離線檢測方式因多次拆件測量而造成生產(chǎn)效率低下的問題，性能更加優(yōu)越。
[0036]以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)，其特征在于，它是采用點(diǎn)接觸式同步在線測量方式，包括伺服控制系統(tǒng)、設(shè)置在磨床工作臺上的在線測量支撐機(jī)構(gòu)、在線測量尺， 在線測量尺包括測量尺、設(shè)置在測量尺端部的測量探頭和驅(qū)動測量尺沿水平方向位移的驅(qū)動缸，測量探頭作為點(diǎn)接觸測量構(gòu)件，檢測對象的軸向尺寸變化量； 在線測量支撐機(jī)構(gòu)包括與測量尺對應(yīng)的前軸承支承、后軸承支承，磨床工作臺測量尺通過前軸承支承、后軸承支承活動設(shè)置在磨床工作臺上，驅(qū)動缸推動測量尺沿磨床工作臺水平方向產(chǎn)生位移，從而推動測量探頭與被測工件產(chǎn)生表面接觸，實(shí)現(xiàn)測量過程； 所述伺服控制系統(tǒng)包括伺服機(jī)構(gòu)、伺服電機(jī)裝置、位置信號處理模塊，位置信號處理模塊與伺服機(jī)構(gòu)連接，伺服機(jī)構(gòu)連接驅(qū)動伺服電機(jī)裝置，伺服電機(jī)裝置連接帶動磨床工作臺水平位移;位置信號處理模塊通過測量探頭獲取與工件的接觸面的實(shí)際位置測量信號，并將其與目標(biāo)位置信號進(jìn)行比較，判斷是否加工到位，若未加工到位則發(fā)出信號傳送給伺服機(jī)構(gòu)，伺服機(jī)構(gòu)根據(jù)未加工到位信號，發(fā)出恒力電壓信號給伺服電機(jī)裝置，伺服電機(jī)裝置接受恒力電壓信號后，帶動磨床工作臺進(jìn)給加工。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)，其特征在于，測量尺外設(shè)置有螺旋千分尺，測量尺的位移行程由螺旋千分尺予以限制。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述測量尺的后部套設(shè)有聯(lián)動抱環(huán)，驅(qū)動缸的活塞桿前端設(shè)置有連接端頭，該連接端頭與聯(lián)動抱環(huán)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磨削機(jī)床在線測量系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服電機(jī)裝置包括伺服電機(jī)和與伺服電機(jī)連接的帶輪傳動機(jī)構(gòu)，伺服電機(jī)通過帶輪傳動機(jī)構(gòu)帶動磨床工作臺進(jìn)給加工。
【文檔編號】B24B51/00GK106078511SQ201610601263
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月26日 公開號201610601263.7, CN 106078511 A, CN 106078511A, CN 201610601263, CN-A-106078511, CN106078511 A, CN106078511A, CN201610601263, CN201610601263.7
【發(fā)明人】張濤川, 段春梅, 楊偉, 李大成
【申請人】佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院