[发明专利]一种轴承内孔磨削加工系统

说明书

本发明属于数控机床，是一种特别适用于磨削轴承内孔的数控加工系统。

在轴承制造行业为使产品升级换代，对轴承各被磨削部分特别是内孔的加工精度，其尺寸公差要在原基础上提高50%以上。目前在国内外多采用自适应控制系统来解决，即由被控对象、辨识器和控制器三部分组成，为了提高磨削效率及精度国际上在更新被控对象-磨削装置的基础上利用约束性适应控制，制造出了较为先进的数控磨床，如日本精机公司磨削残留量适应控制磨床，用于轴承套圈的内园磨削。在我国因为各轴承厂使用的加工轴承专用磨床多数仍为50年代苏联进口产品，针对其机械结构间隙量过大，重复进给，精度低，补偿调整机构灵敏性差等问题，由西安交大与洛阳轴承厂将“3486”磨床改造为数控磨床数控装置如总体框图（图1所示）。而引进国外较先进的数控磨床不仅需花费大量的外汇，而且会导致国内仍可使用的磨床闲置造成浪费。以改造后的“3486”数控磨床为例仍然需要机上在线孔径动态测量装置，即测量头由专用的送进机构与砂轮同步快速趋进或退出对工件尺寸随时进行测量。又由于其数控装置专用性差，单片机较为陈旧（8位TP-801），数控功能受单片机和固化的EPROM中自适应控制系统的限制（仅对尺寸信息进行处理、运算等），在磨削加工过程中存在着需多次停止步进电机运行，不断地做测量予报后的再磨削和尺寸精度提高幅度不大（尺寸散度为0.01mm）等不足。

本发明的目的在于提供一种轴承内孔磨削加工系统即数控磨床，该系统由较先进的微机控制装置（IACX-92系列单片机及功能较全的机上EPROM固化块和机外测量装置（成品孔径测量器和电流互感器）为主构成数控装置，并组配相应的磨削加工装置，以克服现有技术所存在的不足。

本发明的整体结构是：

一种轴承内孔磨削加工系统由单扳机为主的微机控制装置1，机外自动测量器2、3，步进电机4，传动装置5和磨削加工装置6组配构成，其特征是成品孔径机外测量仪2和装配在三相电源线上的电流互感器3均与微机控制装置1的输入端配接，微机控制装置的输出端配接步进电机4，步进电机通过传动装置5与磨削加工装置6配接，三相中频电源7连接磨削加工装置内的中频电机12。

其具体结构及设备选型和EPROM的设置分别为：

微机控制装置的硬件部份包括：单片机10、连接在机上模拟电子开关接口上的模数转换器9和与模数转换器连接的隔离放大器、幅值检测器8、电流互感器3的输出端，机外孔径自动测量器2;功率放大器11与单扳机输出端口连接;磨削加工装置6的主要加工构件包括与中频电机装配的加工进能给刀架滑扳14和装配在二者之间的磨削头13。

单扳机10是IACX-92系列16位单片机，具有4路A/D转换器，29个I/O并行接口和固化全部控制系统程序的64KROM存贮器、运算用RAM存贮器;成品孔径机外测量仪2可选用常规的电感测微仪或气动孔径测量仪，电流互感器选用常规的霍尔互感器，一般为3-5匝。

微机的控制系统和支持系统等微机软件部分，用与单片机相应的汇编语言或其他算法语言编制程序固化在至少1片EPROM中，其中主控系统具有两个自适应控制，其一分主控系统即尺寸精度自适应控制，它包含了进给量的计算方法和参数辨识方法;其二为支持控制系统是有关磨削加工过程中的弹性退让自适应控制，以弹性退让终端控制为主。

本发明的附图有：

图1是“3486”数控磨床的数控装置总体框图。

图2是磨削加工系统的整体结构简图。

图3是本发明的控制系统框图。

图4是ROM中的控制系统程序框图。

附图给出了本发明的实施例，给合附图进一步说明如下：附图1中各图框中的内容分别是：Ⅰ为步进电机启动，Ⅱ为测量尺寸，3为接口，Ⅳ为接口，Ⅴ为砂轮架快退，Ⅵ为功放电路，Ⅶ为步进电机，由接口Ⅳ输出控制步进电机进、退的脉冲讯号。其主要功能是：1、由TP-801单板机使用固化在EPROM中的自适应予报控制软件程序，对尺寸信息进行处理、运算决定步进电机的进给、停止、后退和砂轮架的快退。2、在单板机对尺寸信息分析运算后，当要求砂轮架快速退出时，发出快退信号接口电路Ⅳ通过继电器控制砂轮架快速退回。3、单板机通过软件编程的方法循环发送脉冲经放大和功放后，驱动步进电机的停止或进退运行。由于在EPROM中的数控软件程序包括主程序和中断程序两部分，结合以上框图，表明该数控磨床的前述不足是显而易见的。