[发明专利]一种端面磨削砂轮初始自动对刀装置及对刀方法

说明书

本发明涉及一种端面磨削砂轮初始自动对刀装置及对刀方法，基于砂轮与待加工工件在接触过程中产生的振动对光学反射成像产生影响的原理，将固定出射角的激光斜射入砂轮磨头外侧的平面反射镜组中，通过激光的多次反射将砂轮与待加工工件接触产生的振动放大，再由外部光屏上的感光元件接收多次反射后的激光，根据接收信号的位置区域的变化，来判断砂轮是否已全面接触工件，完成端面磨削砂轮初始自动对刀。本申请能够及时发现磨削过程中突变的物理量，具有精度高、响应速度快的优点。

技术领域

本发明涉及一种端面磨削砂轮初始自动对刀装置及对刀方法，属于磨削加工领域。

背景技术

随着当今制造业的发展，对于磨削加工精度的要求越来越高。对刀是确定磨削起点即磨削深度为零位置的工作，对刀的精度对于整个磨削的精度有着巨大的影响。传统的磨削对刀主要依靠人工看火花、听声音等，这些方法效率低、精度差且严重依赖操作人员的技术经验，很多时候无法满足当下的加工需求。

近几年涌现了许多自动对刀的新方法，例如检测主轴功率、检测声发射信号等，这些方法主要着眼于检测砂轮与工件接触瞬间磨削系统中某些物理量的改变，它们精度好，效率高。而在激光对刀领域，很少涉及实时检测突变量的，例如公开号为CN208246415U的专利运用类似光电开关的原理对刀具位置进行校准；再例如公开号为CN201815922U的专利使用激光投影法测量刀具参数，由此生成对刀参数，等等。它们虽然在很大程度上实现了自动化和较高的精度，但难以克服刀具实际运动过程中产生的误差，同时它们的设计多基于车刀，难以应用于砂轮，尤其是端面磨削砂轮，所以，就激光对刀而言，为提高端面磨削对刀精度，亟需一种可以通过实时检测磨削过程中的突变物理量来进行自动对刀的装置及方法。

发明内容

本发明提供一种端面磨削砂轮初始自动对刀装置及对刀方法，基于砂轮与待加工工件在接触过程中产生的振动对光学反射成像产生影响的原理，及时发现磨削过程中突变的物理量，实现端面磨削砂轮的初始自动对刀。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种端面磨削砂轮初始自动对刀装置，包括对刀系统、磨头、导轨以及横梁组，横梁组包括平行布设的两个横梁，分别为第一横梁和第二横梁，且两个横梁均可滑行安装在导轨上；对刀系统包括投射接收装置和反射装置，投射接收装置通过第一滑台安装在第一横梁上，磨头通过第二滑台安装在第二横梁上，且反射装置安装在靠近磨头底部的位置，反射装置与投射接收装置相对匹配布设；

前述的投射接收装置包括固定在第一滑台上的减震台，在减震台台面上并列布设光屏和激光器；

反射装置包括固定在靠近磨头底部的气缸联接板，气缸联接板呈圆形状设置，在气缸联接板板面沿着圆周边分布至少两面平面反射镜，每面平面反射镜可旋转，激光器发射激光至其中一面平面反射镜上，形成入射光线，入射光线通过若干平面反射镜后形成出射光线至光屏上，且入射光线与出射光线平行；

作为本发明的进一步优选，每面平面反射镜均通过旋转装置实现在气缸联接板位置上的旋转，前述的旋转装置包括第一滚动轴承、第一套筒、推力球轴承、第一垫圈、弹簧垫圈、联轴器以及第一电机，在气缸联接板安装平面反射镜的位置开设轴承孔，平面反射镜镜面的底端为旋转轴，第一套筒的一端由气缸联接板底面嵌入轴承孔内，旋转轴由气缸联接板表面穿设第一套筒，旋转轴与轴承孔接触位置安装第一滚动轴承，实现旋转轴定位；

第一套筒伸出轴承孔的另一端套设第一垫圈，在第一垫圈与气缸联接板底面之间的第一套筒部分安装推力球轴承，旋转轴穿设第一套筒后伸出轴承孔的端部顺次套设第一垫圈、弹簧垫圈，同时在旋转轴端部套设压紧螺母实现锁紧；

第一电机安装在电机固定套筒内部封闭端位置，电机固定套筒的开口端固定在气缸联接板的底面，同时前述的旋转装置均置于电机固定套筒内，第一电机的电机轴通过联轴器与旋转轴的端部固定连接，联轴器通过紧定螺钉实现与第一电机电机轴的固定；