[发明专利]一种圆弧金刚石砂轮离线修整装置及其修整方法

权利要求书

1.一种圆弧金刚石砂轮离线修整装置，其特征在于，包括：

金刚石砂轮(1)；

修整砂轮(2)，所述修整砂轮(2)的外周侧与所述金刚石砂轮(1)的外周侧接触，且两者的旋转轴线相垂直；

金刚石砂轮回转驱动装置(11)，所述金刚石砂轮回转驱动装置(11)的驱动轴与所述金刚石砂轮(1)的中心固定连接；

修整砂轮回转驱动装置(21)，所述修整砂轮回转驱动装置(21)的驱动轴与所述修整砂轮(2)的中心固定连接；

修整液供给装置(3)，所述修整液供给装置(3)用于将含有碳化硅磨料的修整液或过滤水修整液输送至所述金刚石砂轮(1)和所述修整砂轮(2)的表面；

X轴向直线驱动装置(4)，所述X轴向直线驱动装置(4)用于驱动所述修整砂轮(2)沿X轴移动；

Y轴向直线驱动装置(5)，所述Y轴向直线驱动装置(5)用于驱动所述金刚石砂轮(1)沿Y轴移动；

Z轴向直线驱动装置(6)，所述Z轴向直线驱动装置(6)用于驱动所述金刚石砂轮(1)沿Z轴移动；X轴、Y轴和Z轴组成空间正交布局；

数控系统，所述数控系统分别与所述金刚石砂轮回转驱动装置(11)、所述修整砂轮回转驱动装置(21)、所述修整液供给装置(3)、所述X轴向直线驱动装置(4)、所述Y轴向直线驱动装置(5)和所述Z轴向直线驱动装置(6)电性连接；

所述X轴向直线驱动装置(4)包括：

底座(42)；

工作台(41)，所述工作台(41)位于所述底座(42)上方，且所述修整砂轮(2)和所述修整砂轮回转驱动装置(21)均安装在所述工作台(41)上；

X轴向导轨副(43)，所述X轴向导轨副(43)安装在所述底座(42)上；

X轴向滑块(44)，所述X轴向滑块(44)与所述工作台(41)的下端面固定连接，且与所述X轴向导轨副(43)滑动连接；

X轴向滚珠丝杠(45)，所述X轴向滚珠丝杠(45)的螺母与所述工作台(41)固定连接；

X轴向联轴器(47)，所述X轴向联轴器(47)的一端与所述X轴向滚珠丝杠(45)的丝杆连接；

以及X轴向数控伺服电机(46)，所述X轴向数控伺服电机(46)的驱动端与所述X轴向联轴器(47)的另一端连接；

所述Y轴向直线驱动装置(5)包括：

立柱(51)，所述立柱(51)的侧端面安装有所述金刚石砂轮回转驱动装置(11)；

Y轴向滑块(52)，所述Y轴向滑块(52)与所述立柱(51)固定连接；

Y轴向导轨副(53)，所述Y轴向导轨副(53)与所述Y轴向滑块(52)滑动连接；

Y轴向滚珠丝杠(54)，所述Y轴向滚珠丝杠(54)的螺母与所述立柱(51)固定连接；

Y轴向联轴器(56)，所述Y轴向联轴器(56)的一端与所述Y轴向滚珠丝杠(54)的丝杆连接；

以及Y轴向数控伺服电机(55)，所述Y轴向数控伺服电机(55)的驱动端与所述Y轴向联轴器(56)的另一端连接；

所述的金刚石砂轮修整装置的修整方法包括以下步骤：

S1：分别测量所述金刚石砂轮(1)的宽度w_d、所述修整砂轮(2)的宽度w_g、所述修整砂轮(2)的半径R_g0，并预设所述金刚石砂轮(1)的修整圆弧半径为R_d；将所述金刚石砂轮(1)安装在所述金刚石砂轮回转驱动装置(11)的驱动轴上，将所述修整砂轮(2)安装在所述修整砂轮回转驱动装置(21)的驱动轴上；

S2：启动所述数控系统、所述X轴向直线驱动装置(4)、所述Y轴向直线驱动装置(5)和/或所述Z轴向直线驱动装置(6)，移动所述金刚石砂轮(1)相对于所述修整砂轮(2)的位置，分别完成X方向的对刀、Y方向的对刀和Z方向的对刀；

S3：确认所述修整液供给装置(3)中的修整液液位是否正常；

S4：在所述数控系统中设置修整参数，输入预设的所述金刚石砂轮(1)的修整圆弧半径R_d、所述金刚石砂轮(1)的宽度w_d、所述修整砂轮(2)的宽度w_g、所述修整砂轮(2)的半径R_g0、以及修整过程的单次修整量和修锐次数；

S5：启动所述数控系统，控制所述修整液供给装置(3)输送过滤水修整液至所述金刚石砂轮(1)和所述修整砂轮(2)的表面，并控制所述金刚石砂轮(1)沿所述修整砂轮(2)外圆表面按照预设程序做YZ平面内的圆弧插补进刀运动和沿X轴方向的来回进给运动，完成对所述金刚石砂轮(1)的修形过程；

S5中对所述金刚石砂轮(1)进行修形的过程中，将所述修整砂轮(2)的转动轴线定义为YZ平面的坐标原点，圆弧插补进刀运动在YZ平面内的运动轨迹方程如下式所示：

式中：R_d为预设的金刚石砂轮的修整圆弧半径，R_g0为修整前测量得到的修整砂轮半径，a_p为每次修整进刀深度，t为修整过程中金刚石砂轮圆弧圆心与修整砂轮圆心之间的连线与Z轴之间的夹角，α为当金刚石砂轮边缘与修整砂轮接触时金刚石砂轮圆弧圆心与修整砂轮圆心之间的连线与Z轴之间的夹角，-α≤t≤α；α的表达式如下式所示：

式中：w_d为金刚石砂轮的宽度；

S6：启动所述数控系统，控制所述修整液供给装置(3)输送含有碳化硅磨料的修整液至所述金刚石砂轮(1)和所述修整砂轮(2)的表面，并控制所述金刚石砂轮(1)沿修整砂轮(2)外圆表面按照预设程序做YZ平面内的圆弧插补运动和沿X轴方向的来回进给运动，完成对所述金刚石砂轮(1)的修锐过程。