[发明专利]时间控制磨削方法及装置

说明书

本发明涉及一种磨削方法和装置，具体是一种时间控制磨削方法和装置，利用普通磨床即可实现磨削过程的自动控制。

目前的磨削加工方法，采用分别调节几个磨削用量如工件速度Vw、切深进给量fr、磨削宽度B的方法来加工工件，调整较为麻烦，一般是人工调整，不便于实现自动化。现今大部分的磨削工作仍是在单件、小批量生产的条件下完成，据统计，在小批量生产条件下，一台磨床全部定额时间的20％是用来调整的，且有25％左右的磨床为进行调整工作而让磨床停机或空转，工作效率低。

从目前的其它各种磨削方法来看，均不能对工件切除率进行有效的控制，从而限制了生产率的提高。美国专利US355303(德温特文献入藏号为83-766202/38)公开了一种磨床控制方法，是利用砂轮的磨损速率和对工件的给进速度之间的关系进行控制磨削，这种方法简单，但磨削精度不高。1986年8月由湖南大学出版社出版的《磨削原理与工艺》(书号为15412.17)一书中描述的美国威斯康星(Wisconsin)大学研制的磨床约束适应控制系统，该系统采用改变砂轮转速的办法使实际消耗的功率接近预定的功率极限，从而维持比金属切除率大致不变。该系统是利用砂轮拖板及探头拖板两种位置反馈信息，由控制装置根据已经存入的工件所需的最后尺寸，发出对砂轮拖板位置进行修正的指令，而探头反馈给控制装置的反馈信息代表了工件的实际尺寸，一旦工件达到了规定的最后尺寸，控制装置便使砂轮拖板快速退回。该系统加工效率高。精度也相当高，能控制磨削功率为一定值，但对于磨削加工来说。总的磨削力来自磨削时的切屑变形和摩擦两种作用，切屑变形力和摩擦力都要消耗磨削功率，在磨削过程中磨削力随着砂轮的钝化而急剧变化，控制磨削功率不变并不能控制工件切除率不变，同时该系统也不能计算实际的工件切除率，因此不能采用时间控制磨削。可以认为，该系统对磨削功率的控制只是一种辅助的、近似的控制手段，而它主要是对工件的实际尺寸进行反馈控制，这一点又使整个系统结构比较复杂，本身的制作成本昂贵，不利于推广使用，也不符合国内大量的普通磨床、设备改造费有限的国情。联邦德国专利(DT 2537630)公开了一种磨削控制方法，即在磨削过程中测量工件材料的切除率，将实际工件切除率与计算机给定的计量值相比较，由实际工件切除率和预定计量值之间的差值控制进给装置移动，直至差值为零；最好测量切向磨削力并转换成信号，当信号超过约定标准时，减低计量值；该方法不适应于单件、小批量条件下的自动化磨削，也不能实现时间控制磨削。

本发明的目的在于提供一种利用普通磨床即可实现自动控制磨削的方法及装置，通过对工件切除量V的有效地实时计算和控制，以限定加工工件的最后尺寸，而其实质又是以计算或控制工件切除率W为技术核心，操作者可以仅以磨削时间控制磨削过程的完成。本发明既能保证工件的表面磨削加工质量，又使得整个控制装置大大简化。

本发明的技术方案如下：

本发明所提供的一种磨削控制装置，以下简称装置A，是由用于传动的主轴变速驱动装置3、控制砂轮2进给或倒退的进给装置、测量磨削力Fy的压力测量装置、带动砂轮2旋转的电机6、测量电机6实时转速的转速计7、测量电机6瞬时功率的瓦特表8、实现数据处理和各部件统一控制的控制装置9构成，其中控制装置9内存数据和系统控制软件，它分别与进给装置、压力测量装置、电机6、转速计7、瓦特表8相联，进给装置分别与主轴变速驱动装置3、压力测量装置相联，电机6分别与主轴变速驱动装置3、转速计7、瓦特表8相联；压力测量装置、转速计7、瓦特表8所测得的参数都送至控制装置9处理并由控制装置9控制进给装置和电机6。

其中控制装置9可以是一台计算机，或是其它带有存储器和具有可编程能力的计算控制装置。进给装置可以由液压系统10加上液压缸11构成，压力测量装置可采用压力表16，其中的液压系统10分别与控制装置9、压力表16、液压缸11相联，液压缸11与主轴变速驱动装置3相联。