專利名稱：微機(jī)數(shù)控?zé)o靠模凸輪軸磨床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
微機(jī)數(shù)控?zé)o靠模凸輪軸磨床屬數(shù)控機(jī)床。
目前使用的凸輪軸磨床是由床身、工作臺(tái)位移傳動(dòng)系統(tǒng)、頭架旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)、砂輪架拖板進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、靠模仿形頭架搖擺系統(tǒng)、砂輪伺服系統(tǒng)、工件裝夾定位系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和冷卻液循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成。其磨削進(jìn)給和工位的轉(zhuǎn)移是通過(guò)手搖柄人工操作控制的。凸輪輪廓的創(chuàng)成是借助于機(jī)械靠模通過(guò)杠桿原理的傳動(dòng)系統(tǒng)，使頭架往復(fù)擺動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。其手動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)和創(chuàng)成系統(tǒng)無(wú)關(guān)。這種磨床，使用一種靠模只能磨削加工一種尺寸形狀的凸輪，磨削另一種凸輪，就必須更換靠模。對(duì)因砂輪磨損直徑變小后而導(dǎo)致的輪廓?jiǎng)?chuàng)成誤差，無(wú)法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。因操作的人為因素，容易引起加工質(zhì)量不穩(wěn)定或由于磨削過(guò)載造成設(shè)備損壞事故。此外，由于頭架帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn)是由交流異步電機(jī)按固定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)的，被加工凸輪軸心與磨削點(diǎn)的半徑是變化的，磨削的線速度也隨之變化，給磨削加工件的表面光潔度帶來(lái)不良影響。
本實(shí)用新型的目的是提供一種不用機(jī)械靠模創(chuàng)成凸輪輪廓，在一定范圍內(nèi)對(duì)砂輪損耗直徑變小而導(dǎo)致的創(chuàng)成誤差可進(jìn)行補(bǔ)償，可控制頭架旋轉(zhuǎn)速度隨工件半徑變化相應(yīng)地變化，實(shí)現(xiàn)勻線速度磨削，進(jìn)給過(guò)量時(shí)可實(shí)施自動(dòng)保護(hù)的凸輪軸磨床。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是采用MG1420外圓磨床的床身、砂輪伺服系統(tǒng)、工件裝夾定位系統(tǒng)、冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。取消靠磨仿形頭架搖擺系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，增加微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，并對(duì)頭架旋傳動(dòng)系統(tǒng)、砂輪架伺服系統(tǒng)和工作臺(tái)位移傳動(dòng)系統(tǒng)三個(gè)部分進(jìn)行改革。
微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)以0400A控制機(jī)(24)位主體，用12位數(shù)碼管(25)作為輸出顯示，被磨削加工的凸輪尺寸通過(guò)鍵盤(23)輸入0400A控制機(jī)或固化在EPROM中?？刂茩C(jī)與控制元件之間的信號(hào)傳送全部經(jīng)過(guò)光電隔離(27)?？刂茩C(jī)通過(guò)三套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(36、37、35)分別驅(qū)動(dòng)頭架旋轉(zhuǎn)、砂輪架進(jìn)退和工作臺(tái)位移的步進(jìn)電機(jī)(1、14、19)，完成磨削加工的全過(guò)程。
頭架伺服系統(tǒng)由受計(jì)算機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)(1)帶動(dòng)消隙蝸輪蝸桿付(2)，將運(yùn)動(dòng)傳給消隙齒輪(3)、撥盤齒輪(4)、定位銷(5)，再由定位銷撥動(dòng)工件(6)旋轉(zhuǎn)。
砂輪架伺服系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)(14)經(jīng)小齒輪(15)、消隙齒輪(16)、滾珠絲杠(17)、拖板(18)，帶動(dòng)磨頭作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
工作臺(tái)位移伺服系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)(19)，通過(guò)行星齒輪系(20)，齒條(21)，工作臺(tái)(22)，帶動(dòng)工件(6)移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)工位自動(dòng)轉(zhuǎn)換，連續(xù)完成三個(gè)桃頭的自動(dòng)磨削。
當(dāng)磨削工件時(shí)，砂輪電機(jī)(12)通過(guò)大皮帶輪(11)、皮帶(10)、小皮帶輪(9)、磨頭(8)，帶動(dòng)砂輪(7)高速旋轉(zhuǎn)。同時(shí)微機(jī)通過(guò)步進(jìn)電機(jī)(1)和(14)帶動(dòng)頭架伺服系統(tǒng)和砂輪架伺服系統(tǒng)，分別控制工件的轉(zhuǎn)動(dòng)和砂輪的進(jìn)給位置，使砂輪按凸輪輪廓的要求與工件接觸，磨出合格的凸輪軸。當(dāng)一個(gè)凸輪磨好后，微機(jī)將通過(guò)步進(jìn)電機(jī)(19)帶動(dòng)工作臺(tái)位移系統(tǒng)使工件作縱向移動(dòng)，自動(dòng)更換工位，實(shí)現(xiàn)凸輪軸三個(gè)不同桃頭的連續(xù)磨削。
本實(shí)用新型還配置有手搖霍爾效應(yīng)脈沖發(fā)生器(26)。因而也可由人工操怍此手搖脈沖發(fā)生器，向控制機(jī)發(fā)出砂輪架進(jìn)或退的脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給控制。
在本實(shí)用新型的微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)有檢測(cè)電路以檢測(cè)砂輪電機(jī)(12)相電流的大小。當(dāng)砂輪磨削過(guò)載時(shí)，電機(jī)相電流超過(guò)允許值，通過(guò)變換器(30)、整流橋(38)，在檢測(cè)電位器(39)上取得的V(檢測(cè))電位升高，電壓比較器(40)將V(檢測(cè))和V(基準(zhǔn))比較后，輸出端反轉(zhuǎn)并輸入微機(jī)，微機(jī)便快速響應(yīng)切斷驅(qū)動(dòng)砂輪進(jìn)給和頭架旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)的電源，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。同時(shí)觸發(fā)過(guò)載報(bào)警電路(32)，發(fā)出聲響(33)和閃光(34)。
此外，還設(shè)有手動(dòng)緊急中斷按鈕(28)，以備萬(wàn)一自控系統(tǒng)發(fā)生故障失去控制時(shí)作緊急中斷處理，避免發(fā)生事故。


圖1是微機(jī)數(shù)控?zé)o靠模凸輪軸磨床傳動(dòng)系統(tǒng)的示意俯視圖。
圖2是
圖1的局部右視圖。
圖3是微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是磨削過(guò)載保護(hù)檢測(cè)電路原理圖。
1┅頭架旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)2┅蝸輪蝸桿付
3┅消隙齒輪4┅撥盤齒輪5┅定位銷6┅工件7┅砂輪8┅磨頭9┅小皮帶輪10┅皮帶11┅大皮帶掄12┅砂輪旋轉(zhuǎn)電機(jī)13┅尾座14┅砂輪架進(jìn)退步進(jìn)電機(jī)15┅小齒輪16┅消隙齒掄17┅滾珠絲杠18┅拖板19┅工作臺(tái)位移步進(jìn)電機(jī)20┅行星齒輪系21┅齒條22┅工作臺(tái)23┅鍵盤24┅0400A控制機(jī)25┅數(shù)碼顯示26┅霍爾效應(yīng)脈沖發(fā)生器27┅光電隔離
28┅手動(dòng)緊急中斷按鈕29┅磨削過(guò)載檢測(cè)電路30┅隔離轉(zhuǎn)換器31┅電流互感器32┅過(guò)載報(bào)警電路33┅聲響34┅閃光35┅工作臺(tái)位移步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源36┅頭架旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源37┅砂輪架進(jìn)退步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源38┅整流橋39┅檢測(cè)電位器40┅電壓比較器本實(shí)用新型比原有凸輪軸磨床具有以下積極效果1、取消了機(jī)械仿形靠模，免除了對(duì)每一種凸輪樣板的制造。特別適用于多品種、小批量凸輪軸的磨削加工。2、實(shí)現(xiàn)了磨削過(guò)程自動(dòng)化，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。3、消除了由于仿形帶來(lái)的誤差，提高了加工精度。4、保持均勻的磨削線速度，提高了磨削工件表面的光潔度。5、由于取消了搖擺臺(tái)，增大了磨床的工作空間。6、具有較好的過(guò)載自動(dòng)保護(hù)裝置，有利于安全生產(chǎn)。
權(quán)利要求1.一種微機(jī)數(shù)控?zé)o靠模凸輪軸磨床，由床身、砂輪伺服系統(tǒng)、工件裝夾定位系統(tǒng)、冷卻液循環(huán)系統(tǒng)、頭架旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、砂輪架伺服系統(tǒng)、工作臺(tái)位移動(dòng)系統(tǒng)和微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)所組成，其特征在于微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)以0400A控制機(jī)(24)為主體，用12位數(shù)碼管(25)作為輸出顯示，被磨削加工的凸輪尺寸通過(guò)鍵盤(23)輸入0400A控制機(jī)或固化在EPROM中，控制機(jī)與控制元件之間的信號(hào)傳送全部經(jīng)過(guò)光電隔離(27)，控制機(jī)通過(guò)三套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(36、37、35)分別驅(qū)動(dòng)頭架旋轉(zhuǎn)、砂輪架進(jìn)退和工作位移的步進(jìn)電機(jī)(1、14、19)，完成磨削加工的全過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微機(jī)數(shù)控?zé)o靠模凸輪軸模床，其特征在于同時(shí)配置有手搖霍爾效應(yīng)脈沖發(fā)生器(26)，因而也可由人工操作此手搖脈沖發(fā)生器向控制機(jī)發(fā)出砂輪架進(jìn)或退的脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1以及權(quán)利要求2所述的凸輪軸磨床，其特征在于微機(jī)內(nèi)設(shè)有檢測(cè)電路(29)(30)檢測(cè)砂輪電機(jī)(12)相電流的大小，當(dāng)砂輪磨削過(guò)載時(shí)，電機(jī)相電流超過(guò)允許值，微機(jī)便快速響應(yīng)切斷驅(qū)動(dòng)砂輪架進(jìn)給和頭架旋轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)的電源，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，同時(shí)觸發(fā)過(guò)載報(bào)警電路，發(fā)出聲響和閃光。
專利摘要微機(jī)數(shù)控?zé)o靠模凸輪軸磨床屬數(shù)控機(jī)床。它由MG1420外圓磨床的床身、砂輪伺服系統(tǒng)、工件裝夾定位系統(tǒng)、冷卻液循環(huán)系統(tǒng)，加上以0400A控制機(jī)為主體的微機(jī)控制系統(tǒng)構(gòu)成?？刂茩C(jī)通過(guò)三套步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分別驅(qū)動(dòng)頭架旋轉(zhuǎn)、砂輪架進(jìn)退和工作臺(tái)位移的步進(jìn)電機(jī)。將磨削加工的凸輪尺寸輸入微機(jī)，便可不依賴于靠模仿形完成磨削加工過(guò)程。具有免除凸輪樣板制造，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工件質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于多品種小批量的凸輪軸磨削加工。
文檔編號(hào)B24B19/00GK2053968SQ89205410
公開日1990年3月7日 申請(qǐng)日期1989年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月30日
發(fā)明者黃丹, 李偉彥, 汝保權(quán), 黃曉軍 申請(qǐng)人:江蘇省計(jì)算技術(shù)研究所, 鎮(zhèn)江船用柴油機(jī)廠