專利名稱：磨床的自動對刀及對刀深度控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及磨床、尤其是雙端面磨床的對刀裝置，具體地說，是一種通過檢測驅動砂輪轉動的電機的電流變化來識別砂輪與工件是否接觸的裝置。
背景技術：
目前在磨床中，砂輪對刀通常是手工完成，即通過手動操作，控制砂輪沿著軸向向工件的被磨削面移近直至與工件觸接產生火花，操作者靠火花來確認對刀的狀態(tài)。這種手工對刀不僅消耗時間長、勞動強度大、生產效率低，且操作者稍有不慎常會出現砂輪破碎飛出傷人事故。靠肉眼對火花進行觀察，不能保證兩個工件的對刀深度一樣。
在雙端面磨床，參見圖4，磨架11、12中分別設置有轉軸13、14，在轉軸13、14的兩端分別連接有皮帶輪15和砂輪8、皮帶輪16和砂輪9。電機4、6分別通過皮帶17、皮帶輪15、轉軸13和皮帶18、皮帶輪16、轉軸14帶動砂輪8、9轉動。砂輪8、磨架11、電機4在一電機、傳動機構(圖中未示出)的帶動下，砂輪9、磨架12、電機6在另一電機、另一傳動機構(圖中未示出)的帶動下，均沿著砂輪的軸向(圖中的箭頭方向)作進給或退出的往復運動。對工件進行雙端面磨削時，工件19要先后進行兩次手工對刀砂輪8先沿著軸向向工件逼近直至接觸工件產生火花、砂輪9再沿著軸向向工件逼近直至接觸工件產生火花，兩次對刀時間更長、生產效率更低。另外靠肉眼對火花進行觀察的手工對刀，不能保證工件兩個端面的對刀深度一樣，如一個端面的對刀深度是0.010mm，另一個端面的對刀深度是0.015mm時，操作者很難辨認這兩個對刀深度不一樣所帶來的火花的區(qū)別；對刀深度不同，導致一個工件的兩端面磨削余量也就不相同、不均勻，當然也保證不了磨削表面的粗糙度。

發(fā)明內容
本實用新型要解決的就是現有磨床手工對刀帶來不安全、磨削精度低、勞動強度大、生產效率低的問題。本實用新型所述磨床的自動對刀及對刀深度控制裝置包括電流檢測裝置1、處理器2、存儲數據和程序的存儲器3；電流檢測裝置1的輸入端與驅動砂輪8轉動的電機4相接以檢測通過電機4的電流；處理器2分別與電流檢測裝置1的輸出端、存儲器3、驅動砂輪8軸向移動的電機5相接；處理器2根據電流檢測裝置1檢測的通過電機4的電流控制電機5的動作。
本實用新型是根據驅動砂輪8轉動的電機4在砂輪8與工件接觸后電流會突然增大的原理來確認對刀的。參見圖1，其對刀過程電機4帶動砂輪8轉動，同時電機5帶動電機4和砂輪8一起沿砂輪8的軸向向工件移動(逼近)；電流檢測裝置1把檢測到的通過電機4的電流值送到處理器2；處理器2將電流檢測裝置1檢測到的電流值與預先設定的對刀電流值進行比較若前者小于后者，說明砂輪8與工件還未接觸，處理器2控制電機5按預先設定的速度值20轉動，繼續(xù)帶動電機4和砂輪8一起沿砂輪8的軸向向工件移動(逼近)；若前者等于或大于后者，說明砂輪8與工件已經接觸，則處理器2控制電機5停止轉動再反轉一定的角度，砂輪8停止向工件移動并回退一定距離。通過這一過程，實現了自動對刀。對刀完成后，便開始磨削，即處理器2根據設定的磨削余量、軸向進給速度等參數控制電機5轉動，帶動電機4和砂輪8一起沿砂輪8的軸向向工件移動實現進給；磨削完成后，電機5反轉，沿砂輪8的軸向退回電機4和砂輪8，并使得電機4斷電，砂輪8停止轉動(對刀完成后的磨削及其它過程與現有的技術相同)。
為了使得該裝置能用于雙端面磨床，作為改進，它還包括驅動砂輪9轉動的電機6、驅動砂輪9軸向移動的電機7；電流檢測裝置1的輸入端與電機6相接以檢測通過電機6的電流；處理器2與電機7相接，其根據電流檢測裝置1檢測的通過電機6的電流控制電機7的動作。
對于使用該裝置的雙端面磨床，參見圖2，其加工過程先完成一個砂輪對工件的一個端面的對刀，再完成另一個砂輪對工件的另一個端面的對刀，然后兩個砂輪同時進給，對雙端面同時磨削，之后兩砂輪同時退回。具體描述如下。先完成砂輪8對工件的一個端面的對刀電機4帶動砂輪8轉動，同時電機5帶動電機4和砂輪8一起沿砂輪8的軸向向工件移動(逼近)；電流檢測裝置1把檢測到的通過電機4的電流值送到處理器2；處理器2將該電流值與預先設定的對刀電流值進行比較若前者小于后者，說明砂輪8與工件還未接觸，處理器2控制電機5按預先設定的速度值20轉動，繼續(xù)帶動砂輪8向工件移動(逼近)；若前者較大，說明砂輪8與工件已經接觸，則處理器2控制電機5停止轉動再反轉一定的角度，砂輪8停止向工件移動并回退一定距離。通過這一過程，實現了砂輪8對工件的一個端面的對刀。再完成砂輪9對工件的另一個端面的對刀電機6帶動砂輪9轉動，同時電機7帶動電機6和砂輪9一起沿砂輪9的軸向向工件移動(逼近)；電流檢測裝置1把檢測到的通過電機6的電流值送到處理器2；處理器2將該電流值與預先設定的對刀電流值進行比較若前者小于后者，說明砂輪9與工件還未接觸，處理器2控制電機7按預先設定的速度值20轉動，繼續(xù)帶動砂輪9向工件移動(逼近)；若前者等于或大于后者，說明砂輪9與工件已經接觸，則處理器2控制電機7停止轉動再反轉一定的角度，砂輪9停止向工件移動并回退一定距離。通過這一過程，實現了砂輪9對另一個端面的對刀。砂輪8、9對刀完成后，便開始磨削，即處理器2根據設定的磨削余量、軸向進給速度等參數控制電機5、7轉動，帶動電機4和砂輪8、電機6和砂輪9分別向工件移動實現進給；磨削完成后，電機5、7反轉，分別退回電機4和砂輪8、電機6和砂輪9，并使得電機4、6斷電，砂輪8、9停止轉動。
上面所述的砂輪8、9對刀過程中，若砂輪8、9向工件逼近速度相同，由于處理器2把檢測到的通過電機4、6的電流值與同一個對刀電流值進行比較，這就可以保證工件砂輪8、9對工件的兩個端面的對刀深度一樣；對刀深度相同，兩端面的磨削余量就能夠相同，兩端面磨削均勻，保證了磨削表面的粗糙度。
對于上面所述的任一種自動對刀及對刀深度控制裝置，作為改進，它還包括與處理器2連接的輸入裝置10，通過輸入裝置10可以設定對刀電流值或者速度值20。該速度值20即是砂輪向工件移動(逼近)速度。我們知道，在對刀電流值一定時，砂輪向工件移動(逼近)速度越大，砂輪的對刀深度也越大，因此可以通過改變逼近速度，來控制砂輪的對刀深度。在砂輪向工件移動(逼近)速度一定時，設定對刀電流值越大，砂輪的對刀深度也越大。因此可以通過設定不同的逼近速度(即速度值20)、對刀電流值來精確控制砂輪的對刀深度。在對一批工件進行磨削時，只要設定的逼近速度、對刀電流值相同就可以保證每一個工件的對刀深度一樣。通過輸入裝置10可以設定對刀電流值或者速度值20，以控制對刀深度。
本實用新型的有益效果自動補償砂輪磨損量，能完成自動對刀，并能控制對刀深度，生產效率顯著提高。避免了由于磨削量突然變大而導致砂輪破碎飛出傷人事故，提高了安全性。在雙端面磨床上，兩端面磨削余量均勻磨削精度有明顯改善，實現了雙端面磨削的自動化。


圖1是本實用新型的一種結構示意圖(框圖)；圖2是本實用新型的另一種結構示意圖(框圖)；圖3是本實用新型的實施例的結構示意圖(框圖)；圖4是現有的雙端面磨床的機械構造示意圖。
具體實施方式
在圖3中所示為雙端面磨床的自動對刀及對刀深度控制裝置，電機4、6分別通過皮帶、皮帶輪、設置在磨架中的轉軸(未示出)帶動砂輪8、9轉動。砂輪8、電機4等部件在電機5、傳動機構(圖中未示出)的帶動下，砂輪9、電機6等部件在電機7、另一傳動機構(圖中未示出)的帶動下，均沿著砂輪的軸向作進給或退出的往復運動。它包括電流檢測裝置1、處理器2、輸入裝置10、存儲數據和程序的存儲器3；處理器2分別與電流檢測裝置1、存儲器3、輸入裝置10、電機5、7相接。電流檢測裝置1分別與電機4、6相接以檢測通過電機4、6的電流；處理器2還通過電流檢測裝置1控制電機4、6的動作(如得電啟動、斷電停止等)。處理器2根據電流檢測裝置1檢測的通過電機4、6的電流分別控制電機5、7的動作(如正反轉、轉動速度、等)。通過輸入裝置10可以輸入有關程序和數據，包括設定對刀電流值或者速度值20。
其加工過程如下。處理器2通過電流檢測裝置1控制電機4、6的得電啟動，帶動砂輪8、9轉動。
先完成砂輪8對工件的一個端面的對刀。處理器2控制電機5得電轉動，使得砂輪8向工件移動(逼近)；電流檢測裝置1把檢測到的電機4的電流值送到處理器2。處理器2將該電流值與預先設定的對刀電流值進行比較若前者小于后者，說明砂輪8與工件還未接觸，處理器2控制電機5按預先設定的速度值20轉動，繼續(xù)帶動砂輪8向工件移動(逼近)；若前者等于或大于后者，說明砂輪8與工件已經接觸，則處理器2控制電機5停止轉動再反轉一定的角度，砂輪8停止向工件移動并回退一定距離。通過這一過程，實現了砂輪8對一個端面的對刀。
再完成砂輪9對另一個端面的對刀。該過程與上述砂輪8的對刀過程類似，不再描述。
砂輪8、9對刀完成后，便開始磨削，即處理器2根據設定的磨削余量、軸向進給速度等參數控制電機5、7轉動，帶動砂輪8、9分別向工件移動實現進給；磨削完成后，電機5、7反轉，分別退回砂輪8、砂輪9，并使得電機4、6斷電，砂輪8、9停止轉動。
通過輸入裝置10可以修改對刀電流值或者速度值20，以控制對刀深度。
例如，當電機4或6采用靖江電機廠(國產)生產的YA112M-4(IMB3)電機，工件轉速為700轉/分鐘，電機轉速為1500轉/分鐘，空載電流為4.4A～4.5A，在對刀電流值為5.3A時，設定不同的速度值20(逼近速度)，其對刀深度如下逼近速度為F5(毫米/分鐘)，對刀深度大約為0.010mm；逼近速度為F6(毫米/分鐘)，對刀深度大約為0.016mm；逼近速度為F7(毫米/分鐘)，對刀深度大約為0.020mm。
又如當電機4或6采用精元先馬電機有限公司(臺灣)生產的YA100L-4B3電機，工件轉速為700轉/分鐘，電機轉速為1500轉/分鐘，空載電流為4.0A～4.1A，在速度值20為F5(毫米/分鐘)時，設定不同的對刀電流值，其對刀深度如下對刀電流值為4.3A，對刀深度大約為0.004mm；對刀電流值為4.4A，對刀深度大約為0.006mm；對刀電流值為4.5A，對刀深度大約為0.008mm。
權利要求1.磨床的自動對刀及對刀深度控制裝置，其特征在于它包括電流檢測裝置(1)、處理器(2)、存儲數據和程序的存儲器(3)；電流檢測裝置(1)的輸入端與驅動砂輪(8)轉動的電機(4)相接以檢測通過電機(4)的電流；處理器(2)分別與電流檢測裝置(1)的輸出端、存儲器(3)、驅動砂輪(8)軸向移動的電機(5)相接；處理器(2)根據電流檢測裝置(1)檢測的通過電機(4)的電流控制電機(5)的動作。
2.根據權利要求1所述的自動對刀及對刀深度控制裝置，其特征在于所述處理器(2)控制電機(5)的動作是指處理器(2)將電流檢測裝置(1)檢測到的電流值與預先設定的對刀電流值進行比較，若前者小于后者，處理器(2)控制電機(5)按預先設定的速度值(20)轉動；若前者等于或大于后者，則處理器(2)控制電機(5)停止轉動再反轉一定的角度。
3.根據權利要求1或2所述的自動對刀及對刀深度控制裝置，其特征在于它還包括驅動砂輪(9)轉動的電機(6)、驅動砂輪(9)軸向移動的電機(7)；電流檢測裝置(1)的輸入端與電機(6)相接以檢測通過電機(6)的電流；處理器(2)與電機(7)相接，其根據電流檢測裝置(1)檢測的通過電機(6)的電流控制電機(7)的動作。
4.根據權利要求3所述的自動對刀及對刀深度控制裝置，其特征在于所述處理器(2)控制電機(7)的動作是指處理器(2)將電流檢測裝置(1)檢測到的通過電機(6)的電流值與預先設定的對刀電流值進行比較，若前者小于后者，處理器(2)控制電機(7)按預先設定的速度值(20)轉動；若前者等于或大于后者，則處理器(2)控制電機(7)停止轉動再反轉一定的角度。
5.根據權利要求2或4所述的自動對刀及對刀深度控制裝置，其特征在于；它還包括與處理器(2)連接的輸入裝置(10)，通過輸入裝置(10)可以設定對刀電流值或者速度值(20)。
專利摘要本實用新型是一種磨床的自動對刀及對刀深度控制裝置，其通過檢測驅動砂輪轉動的電機的電流變化來識別砂輪與工件是否接觸的裝置，解決的就是現有磨床手工對刀帶來不安全、磨削精度低、勞動強度大、生產效率低的問題。它包括電流檢測裝置(1)、處理器(2)、存儲數據和程序的存儲器(3)；電流檢測裝置(1)的輸入端與驅動砂輪(8)轉動的電機(4)相接以檢測通過電機(4)的電流；處理器(2)分別與電流檢測裝置(1)的輸出端、存儲器(3)、驅動砂輪(8)軸向移動的電機(5)相接；處理器(2)根據電流檢測裝置(1)檢測的通過電機(4)的電流控制電機(5)的動作。本實用新型能自動補償砂輪磨損量，能完成自動對刀，并能控制對刀深度，生產效率顯著提高。
文檔編號B24B49/10GK2892373SQ20062007268
公開日2007年4月25日 申請日期2006年4月24日 優(yōu)先權日2006年4月24日
發(fā)明者陶知祥, 解乃軍, 董家明 申請人:南京數控機床有限公司