專利名稱：多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)加工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的磨床結(jié)構(gòu)為與磨頭整體外掛，該類磨床存在機(jī)床穩(wěn)定性差、加工精度不高的問題；拖板移動(dòng)式磨床加工范圍窄；龍門式導(dǎo)軌磨床，其體積過于龐大，占用生產(chǎn)場(chǎng)地大，同時(shí)存在依靠人工和液電半自動(dòng)修整砂輪、修整精度低、其加工方法和加工功能單一的問題。工作時(shí)，工作臺(tái)和工件只能沿床身座上的導(dǎo)軌左右運(yùn)動(dòng)，不能一次性裝夾完成平面、立面、端面等復(fù)雜曲面大部和全部加工，加工效率較低，無法實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)，加上重復(fù)裝夾造成的積累誤差，加工精度不高。特別是半球面、非圓性磨削、圓套類工件的內(nèi)圓和外圓，都無法磨削加工。同時(shí)，缺乏自主開發(fā)的高檔數(shù)控系統(tǒng)和磨削加工工藝智能應(yīng)用系統(tǒng)軟件，機(jī)床無法滿足高精、高效、智能的加工要求，產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力低?！?br> 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種加工能力強(qiáng)、加工效率和加工精度高的多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心。本實(shí)用新型的目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的該多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，包括床身座、工作臺(tái)、立柱、拖板、臥磨頭和立磨頭；前床身座上滑動(dòng)連接有第一拖板，所述工作臺(tái)滑動(dòng)連接在第一拖板上，工作臺(tái)中設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)，第一拖板能在前床身座上前后滑動(dòng)，工作臺(tái)能在第一拖板上左右滑動(dòng)；后床身座上設(shè)置左右對(duì)稱并構(gòu)成門形的第一立柱和第二立柱，第二拖板設(shè)置于第一立柱和第二立柱之間，所述臥磨頭龍門內(nèi)抱式滑動(dòng)連接于十字形第二拖板的前后端，第二拖板能帶動(dòng)臥磨頭上下滑動(dòng)，臥磨頭也能在第二拖板內(nèi)前后滑動(dòng)；在第一立柱和第二立柱的外側(cè)對(duì)稱滑動(dòng)連接有兩個(gè)第三拖板，兩個(gè)第三拖板上又分別滑動(dòng)連接有左滑板和右滑板，兩個(gè)第三拖板能分別沿第一立柱和第二立柱上下滑動(dòng)，左滑板和右滑板又分別能在兩個(gè)第三拖板上前后滑動(dòng)；所述立磨頭設(shè)置于第二立柱連接的右邊第三拖板上的右滑板前端，并能120度自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，立磨頭配置有自動(dòng)換刀裝置；在第二拖板上和左邊第三拖板的左滑板前端設(shè)置有砂輪仿形修整裝置，并成35度仰角保證三軸聯(lián)動(dòng)對(duì)臥磨頭在線檢測(cè)和仿形修整。更具體地說，所述砂輪仿形修整裝置包括砂輪修整組件和激光檢測(cè)裝置，砂輪對(duì)應(yīng)處配置有磨削屑吸附裝置；所述砂輪修整組件包括金剛筆、與金剛筆連接的絲杠、驅(qū)動(dòng)絲杠的伺服電機(jī)；所述激光檢測(cè)裝置包括光柵尺；砂輪修整組件和激光檢測(cè)裝置與計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)相連；所述磨削屑吸附裝置包括分別設(shè)在砂輪主軸中心與砂輪磨削面附近的第一電極和第二電極。所述立磨頭自動(dòng)換刀裝置包括刀庫和機(jī)械手，以換各種砂輪和銑刀解決加工要求。[0007]所述第一拖板設(shè)有多個(gè)第一絲杠，床身座設(shè)第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)通過絲杠驅(qū)動(dòng)第一拖板移動(dòng)；所述第二拖板設(shè)第二絲杠，第二絲杠連接第二伺服電機(jī)；所述第一立柱和第二立柱設(shè)多個(gè)導(dǎo)軌，第一立柱和第二立柱之間的右邊設(shè)有傳動(dòng)箱，傳動(dòng)箱連接第三伺服電機(jī)和第三絲杠，第三絲杠設(shè)于第二立柱并和右邊第三拖板相聯(lián)，左邊第三拖板與第二拖板共第二絲杠；兩個(gè)第三拖板上分別設(shè)有第四絲桿和驅(qū)動(dòng)左滑板、右滑板移動(dòng)的第四伺服電機(jī)；各伺服電機(jī)與計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)相連。所述第一拖板和前床身采用兩個(gè)V型導(dǎo)軌和兩個(gè)平型導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)硬軌滑動(dòng)連接，并用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)第一拖板移動(dòng)。所述第一立柱中間開有一窗口以保證供左邊第三拖板和第二拖板相連。所述前床身座高度不超過470mm,后床身座高度不低于600mm,工作臺(tái)厚度不低于320mm ;所述第二拖板的撓曲度H不超過O. 10mm。所述工作臺(tái)中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)為靜壓式轉(zhuǎn)臺(tái)，位于立磨頭中心，其旋轉(zhuǎn)精度為徑向<I μ m，軸向竄動(dòng)< I μ m。本實(shí)用新型的多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，采用砂輪仿形修整裝置對(duì)臥磨頭進(jìn)行在線檢測(cè)和自動(dòng)仿形修整，修整精度高；采用床身座、拖板和工作臺(tái)相對(duì)的前后、左右運(yùn)動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以一次性裝夾完成平面、立面、端面、復(fù)雜曲面、半球面、非圓性磨削、圓套類工件的內(nèi)圓和外圓磨削加工，采用計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)加工，使加工精度增加，本實(shí)用新型的加工工件的表面粗糙度〈RaO. 16 μ m。

圖I是本實(shí)用新型磨削加工中心實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中的磨削吸附裝置的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖I中的砂輪修整組件的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是立磨頭配置有自動(dòng)換刀裝置的磨削加工中心的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型智能控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。圖6為本實(shí)用新型智能控制系統(tǒng)各模塊之間相互關(guān)系框圖。圖7為自動(dòng)磨削模塊流程圖。圖8為平面自動(dòng)磨削模塊流程圖。 圖9為曲面自動(dòng)磨削模塊流程圖。圖10為手搖移動(dòng)模塊流程圖。圖11為總控模塊，即調(diào)度模塊示意圖。圖12為系統(tǒng)硬件模塊實(shí)現(xiàn)框架圖。圖13、圖14、圖15是七軸伺服電機(jī)與伺服放大電路的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。參見圖I，本實(shí)施例中，前床身座I的雙V雙平型四條導(dǎo)軌上設(shè)有經(jīng)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)前后運(yùn)行的第一拖板2，第一拖板2的雙V型導(dǎo)軌上設(shè)有經(jīng)絲杠驅(qū)動(dòng)左右運(yùn)行的工作臺(tái)3，工作臺(tái)3中間的凹部中設(shè)有360度旋轉(zhuǎn)的靜壓旋轉(zhuǎn)臺(tái)4。[0028]后床身座5上設(shè)置左右對(duì)稱并構(gòu)成門形的多導(dǎo)軌第一立柱6和第二立柱7，立柱龍門導(dǎo)軌中設(shè)有經(jīng)絲杠傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)上下運(yùn)行的第二拖板8。第二拖板8里內(nèi)抱式有經(jīng)絲杠傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)前后運(yùn)行的臥磨頭9，第二拖板8帶動(dòng)臥磨頭9上、下滑動(dòng)，臥磨頭9也能在第二拖板8內(nèi)前后滑動(dòng)。旋轉(zhuǎn)臺(tái)4位于立磨頭中心，其旋轉(zhuǎn)精度為徑向< Ιμπι，軸向竄動(dòng)< Ιμπι。在第一立柱6和第二立柱7的外側(cè)兩條平行導(dǎo)軌上分別滑動(dòng)連接有兩個(gè)第三拖板即左拖板10和右拖板11，左拖板10和右拖板11里面又分別滑動(dòng)連接有左滑板12和右滑板13，左拖板10和右拖板11分別沿第一立柱6和第二立柱7的導(dǎo)軌上下滑動(dòng)，左滑板12和右滑板13又分別在左拖板10和右拖板11里前后滑動(dòng)。立磨頭14設(shè)置于右拖板11上的右滑板13前端的可轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)盤上，伺服電機(jī)通過轉(zhuǎn)盤內(nèi)的渦輪渦桿驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)立磨頭14作120度的旋轉(zhuǎn)。參見圖4，立磨頭14配置有自動(dòng)換刀裝置25，立磨頭自動(dòng)換刀裝置包括刀庫和機(jī)械手，以換各種砂輪和銑刀解決加工要求。刀庫存儲(chǔ)砂輪刀具并把下一把即將要用的砂輪刀具準(zhǔn)確地送到換刀位置，供機(jī)械手完成新舊砂輪刀具的交換。其中，斗蓬式刀庫的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，砂輪和刀具單環(huán)排列，刀具數(shù)量一般不超過36把；盤式結(jié)構(gòu)置于立式主軸側(cè)。機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)或機(jī)械式凸輪聯(lián)動(dòng)。在第二拖板8上和左滑板12前端設(shè)置有砂輪仿形修整裝置，砂輪仿形修整裝置包括砂輪修整組件15和激光檢測(cè)裝置16，從圖·I中可見，激光檢測(cè)裝置16即光柵尺安裝于左滑板12前端的下方。參見圖3，砂輪修整組件15包括金剛筆21，與金剛筆21連接的絲杠安裝座22內(nèi)的縱向絲杠，驅(qū)動(dòng)絲杠的伺服電機(jī)23，圖中24是砂輪罩。參見圖2，臥磨頭對(duì)應(yīng)處配置磨削屑吸附裝置，磨削屑吸附裝置包括設(shè)在砂輪主軸中心與砂輪磨削面附近砂輪罩上的第一電極和第二電極，當(dāng)電極中通電以后，兩個(gè)電極會(huì)形成一個(gè)由軸心指向外的電磁場(chǎng)，磨削顆粒和粉塵就會(huì)被砂輪的外側(cè)的電極吸引，從而保證砂輪的清潔和光滑，保證磨削出來的工件表面更光潔，圖2中，18是磨削砂輪，19是工件，20是化學(xué)冷卻液。砂輪仿形修整裝置與計(jì)數(shù)機(jī)數(shù)控系統(tǒng)相連，并成35度仰角以保證三軸聯(lián)動(dòng)對(duì)臥磨頭在線檢測(cè)和仿形修整。第一拖板2設(shè)有多個(gè)第一絲杠，床身座設(shè)第一伺服電機(jī)和第二伺服電機(jī)通過絲杠驅(qū)動(dòng)第一拖板2移動(dòng),一種伺服電機(jī)用于在前面拉動(dòng)拖板,另一種伺服電機(jī)用于在后面推動(dòng)拖板；第二拖板8設(shè)第二絲杠，第二絲杠連接第二伺服電機(jī)；第一立柱6和第二立柱7設(shè)多個(gè)導(dǎo)軌，第一立柱6和第二立柱7之間的右邊設(shè)有傳動(dòng)箱17，傳動(dòng)箱17連接第三伺服電機(jī)和第三絲杠，第三絲杠設(shè)于第二立柱7并和右邊第三拖板11相聯(lián)，左邊第三拖板10與第二拖板8共第二絲杠,第一立柱6中間開有一窗口以保證供左邊第三拖板10和第二拖板8相連。兩個(gè)第三拖板上分別設(shè)有第四絲桿和驅(qū)動(dòng)左滑板、右滑板移動(dòng)的第四伺服電機(jī)；各伺服電機(jī)與計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)相連。本實(shí)用新型實(shí)施例中，前床身座I高度不超過470mm，后床身座5高度不低于600mm，其工作臺(tái)3厚度不低于320mm。其對(duì)稱式多導(dǎo)軌立柱龍門導(dǎo)軌中內(nèi)抱式的第二拖板8的導(dǎo)軌撓曲度H不超過O. IOmm0本實(shí)用新型中，工作臺(tái)的左右縱向運(yùn)動(dòng)軸定義為X軸，臥磨頭的上下運(yùn)動(dòng)軸定義為Zl軸，臥磨頭的前后橫向運(yùn)動(dòng)軸定義為Yl軸；立磨頭的上下運(yùn)動(dòng)軸定義為Z2軸，立磨頭的前后橫向運(yùn)動(dòng)軸定義為Y2軸，立磨頭隨可轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)盤作120度的旋轉(zhuǎn)軸定義為A軸；工作臺(tái)中間可作360度旋轉(zhuǎn)的靜壓旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸定義為C軸。參見圖12，驅(qū)動(dòng)上述七軸的各伺服電機(jī)通過伺服驅(qū)動(dòng)放大電路連接到現(xiàn)場(chǎng)總線上，現(xiàn)場(chǎng)總線與運(yùn)動(dòng)控制器連接，運(yùn)動(dòng)控制器與觸摸屏連接，同時(shí)運(yùn)動(dòng)控制器通過交換機(jī)連接到以太網(wǎng)上，這樣，配合專門設(shè)計(jì)的控制軟件，通過計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)磨削中心的七軸五聯(lián)動(dòng)。圖13、圖14、圖15是驅(qū)動(dòng)上述七軸的伺服電機(jī)與伺服放大電路的連接示意圖。本實(shí)用新型的砂輪加工精度控制是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)調(diào)節(jié)與控制方式的組合，并非一項(xiàng)單純的技術(shù)，采用砂輪軌跡補(bǔ)償、加工參數(shù)優(yōu)化調(diào)節(jié)、工藝系統(tǒng)構(gòu)成環(huán)節(jié)調(diào)整等多種手段并用，最終達(dá)到對(duì)加工精度的綜合控制。數(shù)控磨削加工過程中砂輪軌跡干涉比數(shù)控車肖IJ、銑削加工更加復(fù)雜，對(duì)加工精度影響非常嚴(yán)重。因此綜合考慮砂輪軌跡規(guī)劃誤差和充分考慮砂輪干涉影響，通過合理選擇砂輪尺寸和砂輪走刀軌跡和姿態(tài)建立有效的精度控制
措施。 對(duì)于砂輪端面磨削，根據(jù)允許的加工誤差來確定干涉量然后確定允許采用的最大
砂輪半徑值。f對(duì)于內(nèi)凹曲面，采用砂輪圓柱面磨削減小砂輪與被加工表面之間的干涉，當(dāng)加工曲面為可展直紋曲面，選擇砂輪半徑小于加工表面任意被磨曲面曲率半徑就可完全避免軌跡干涉。重對(duì)于加工截形基本保持不變的曲面，采用三軸聯(lián)動(dòng)修整后的成型砂輪
磨削，砂輪工作面與被磨曲面完全嚙合，從而避免了砂輪干涉?！?對(duì)于不可展復(fù)雜曲面，
基于允許的加工誤差確定允許殘余高度和編程誤差設(shè)計(jì)砂輪走刀軌跡，生成初步砂輪空間姿態(tài)，然后進(jìn)行砂輪干涉檢查，對(duì)砂輪參數(shù)和砂輪姿態(tài)進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化。采用綜合比較、測(cè)量或取剖面分析，以連續(xù)漸變顏色直觀揭示工件理論廓面與砂輪包絡(luò)面兩者之間誤差過切和欠切變化規(guī)律。在產(chǎn)生誤差的部位，通過砂輪軌跡的補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差的補(bǔ)償處理，對(duì)于逐一針對(duì)單一曲面求解出來的軌跡數(shù)據(jù)缺乏整體和統(tǒng)一的規(guī)劃優(yōu)化和調(diào)整，在零件模型幾何分析過程中所獲得的砂輪軌跡初步數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，基于恒去除率、等殘余高度、少(無)干涉、小冗余誤差、減少空程等方法對(duì)砂輪軌跡進(jìn)一步優(yōu)化，建立相應(yīng)砂輪軌跡自適應(yīng)路徑優(yōu)化算法獲得整體最佳的軌跡規(guī)劃方案優(yōu)化中還考慮砂輪切入和切出路徑優(yōu)化以及對(duì)走刀總時(shí)間進(jìn)行理論預(yù)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)加工精度的控制。本實(shí)用新型的工藝智能應(yīng)用技術(shù)進(jìn)一步的措施是，其對(duì)雙主軸加工成功開發(fā)出基于PLC的多軸聯(lián)動(dòng)軟件，主要特點(diǎn)是(I)采用國外知名品牌的PLC作為運(yùn)動(dòng)控制核心，控制精度高，可靠性強(qiáng)。(2)采用觸摸屏作為人機(jī)操作界面，操作簡(jiǎn)單方便。(3)采用國外知名品牌的交流伺服系統(tǒng)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制精度高，響應(yīng)速度快，運(yùn)行平穩(wěn)(4)具有平面和成型磨削功能。(5)具有曲面,半球面,非圓性磨削，圓套類工件的內(nèi)圓和外圓磨削功能。(6)具有反向間隙自動(dòng)補(bǔ)償功能。(7)具有絲杠螺距自動(dòng)補(bǔ)償功能。本實(shí)用新型的多拖板對(duì)稱式磨削加工中心的專用控制方法是，伺服電機(jī)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線與計(jì)算機(jī)連接，再經(jīng)交換機(jī)連接以太網(wǎng)組成控制系統(tǒng)，其遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)包括設(shè)有基于ARM+FPGA專用運(yùn)動(dòng)數(shù)控芯片的雙CPU構(gòu)建的觸摸屏硬件平臺(tái)與設(shè)有數(shù)據(jù)庫、工藝智能應(yīng)用系統(tǒng)，加工軟件平臺(tái)直接將CAD數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，具有自動(dòng)中斷循環(huán)功能。復(fù)雜零件磨削加工自動(dòng)編程技術(shù)根據(jù)砂輪的工藝參數(shù)，結(jié)合當(dāng)前數(shù)控系統(tǒng)類型進(jìn)行后置處理，生成與數(shù)控系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的數(shù)控加工代碼。經(jīng)運(yùn)動(dòng)仿真模塊測(cè)試成功后，借助數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床進(jìn)行實(shí)際磨削加工，從而建立基于復(fù)雜零件磨削加工的自動(dòng)編程
T D O嵌入式計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，基于ARM+FPGA專用運(yùn)動(dòng)數(shù)控芯片的雙CPU構(gòu)建計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)，其中ARM控制器的主要作用是負(fù)責(zé)運(yùn)行系統(tǒng)中紡與管理相關(guān)的任務(wù)，是系統(tǒng)的主控制CPU ；FPGA專用運(yùn)動(dòng)控制芯片負(fù)責(zé)運(yùn)行插補(bǔ)計(jì)算機(jī)等運(yùn)算量大、對(duì)任務(wù)的實(shí)時(shí)性要求較高的任務(wù)，專用于繁重的插補(bǔ)運(yùn)算，減輕ARM處理器的負(fù)擔(dān)?？刂葡到y(tǒng)由各個(gè)子系統(tǒng)模塊部分組成，主要包括絲杠補(bǔ)償模塊、快速移動(dòng)模塊、手搖移動(dòng)模塊、間隙補(bǔ)償模塊、平面手動(dòng)磨削模塊、平面自動(dòng)磨削模塊、曲面自動(dòng)磨削模塊、自動(dòng)換刀模塊、調(diào)度模塊和報(bào)警模塊。PLC根據(jù)人機(jī)界面設(shè)定的參數(shù)以及絲杠誤差補(bǔ)償參數(shù)，經(jīng)過處理和計(jì)算后，向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)出相應(yīng)的脈沖信號(hào)，而與伺服電機(jī)同軸安裝的增量式編碼器通過測(cè)量角位移間接地測(cè)量出運(yùn)動(dòng)軸的位移量，然后反饋到伺服控制器中，與位置指令設(shè)定值進(jìn)行比較，用比較后的差值控制各坐標(biāo)軸按照預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)。潤滑系統(tǒng)為回圈自流式自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，自流式對(duì)導(dǎo)軌進(jìn)行恒壓供油，解決電磁泵間隙供油給工作導(dǎo)軌精密造成誤差，解決開機(jī)后重新開機(jī)潤滑不足的缺點(diǎn)，從而減少維修，確保機(jī)床的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的機(jī)床結(jié)構(gòu)可滿足多種加工成形技術(shù)和不間斷修整，在砂輪護(hù)罩中的磨削吸附裝置可以提高加工表面質(zhì)量；增加了復(fù)雜零件磨削加工工藝智能應(yīng)用技術(shù)和磨削加工的自動(dòng)編程平臺(tái)，該控制技術(shù)系統(tǒng)屬國內(nèi)首創(chuàng)。解決了復(fù)雜零件的三維曲面加工精度和表面質(zhì)量，減少重復(fù)裝夾，提高生產(chǎn)效率和加工穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝流程，降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型采用于前低后高床身座主要解決臥磨頭的有效行程和機(jī)床高度，雙V雙平型四條導(dǎo)軌上設(shè)置前后移動(dòng)的第一拖板，可滿足機(jī)床的橫向幾何精度和沉重穩(wěn)定性，第一拖板上有左右往返運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)，專用工作臺(tái)中間的凹部中有靜壓旋轉(zhuǎn)臺(tái)，解決立式磨削加工的要求，對(duì)稱式多導(dǎo)軌的立柱龍門導(dǎo)軌中內(nèi)抱式的第二拖板下面平行懸掛臥磨頭，可以滿足平面，曲面成形和導(dǎo)軌面一般性加工，對(duì)稱式多導(dǎo)軌立柱的左右兩側(cè)設(shè)兩條平行導(dǎo)軌供連接左右拖板上下，左右拖板控制前后移動(dòng)的左右滑板，在右滑板上120度轉(zhuǎn)臺(tái)配套設(shè)置立磨頭，主要滿足半球面，非圓性磨削，圓套類工件的內(nèi)圓和外圓磨削加工，第二拖板控制著左拖板，左拖板中左滑板上裝有光柵尺和砂輪修整器，使它具有了各項(xiàng)加工要求，拓寬了加工范圍。本實(shí)用新型前低后高的床身座和第一拖板均采用雙V雙平型四條導(dǎo)軌配合，靜壓卸荷貼塑導(dǎo)軌，運(yùn)行平穩(wěn)且精度高、剛性好、抗振性好；對(duì)稱式多導(dǎo)軌立柱適合機(jī)床的平衡和功能分工。本實(shí)用新型坐標(biāo)軸采用超低床身座重心驅(qū)動(dòng)原理，極大地提高了磨削工作質(zhì)量和機(jī)床使用壽命。本實(shí)用新型適合多種高檔磨削加工設(shè)備，特別適合作三維加工要求的高精智能數(shù)控磨削設(shè)備。圖5為本實(shí)用新型智能控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖，通過人機(jī)界面控制加工中心運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)指令發(fā)到PLC中，PLC驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)而控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)帶編碼器和伺服控制實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。圖6為本實(shí)用新型智能控制系統(tǒng)各模塊之間相互關(guān)系框圖。圖7為自動(dòng)磨削模塊流程圖。循環(huán)開始后，Y軸、Z軸按照設(shè)定參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行，完成設(shè)定的磨削量后，循環(huán)自動(dòng)結(jié)束。圖8為平面自動(dòng)磨削模塊流程圖。平面自動(dòng)磨削分為粗磨、精磨以及無進(jìn)給磨削；當(dāng)無進(jìn)給磨削完成后，循環(huán)自動(dòng)結(jié)束。圖9為曲面自動(dòng)磨削模塊流程圖。自動(dòng)磨削開始后，若Y軸目標(biāo)位置大于Y軸最低位置，Y軸、Z軸自動(dòng)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行脈沖輸出；若Y軸目標(biāo)位置小于Y軸最低位置，曲面磨削自動(dòng)結(jié)束。圖10為手搖移動(dòng)模塊流程圖。圖11為總控模塊，即調(diào)度模塊示意圖。下面介紹本實(shí)用新型實(shí)施例之一的主要性能指標(biāo)可磨削的最大寬度=800X1500可磨削的最大高度800工件磨削表面的粗糙度RaO. 16工件磨削表面對(duì)基面的平行度500/0. 004可磨削成型曲面的最大高度差150半球面，非圓性磨削，630套類外圓，630套類內(nèi)圓，130數(shù)控分辨率0. 001MM數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)周期4ms機(jī)床定位精度X(mm)O. 005/1500重復(fù)定位精度X、Yl、Y2、Zl、Z2(mm)0.00權(quán)利要求1.一種多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，包括床身座、工作臺(tái)、立柱、拖板、臥磨頭和立磨頭；其特征在于前床身座上滑動(dòng)連接有第一拖板，所述工作臺(tái)滑動(dòng)連接在第一拖板上，工作臺(tái)中設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)，第一拖板能在前床身座上前后滑動(dòng)，工作臺(tái)能在第一拖板上左右滑動(dòng)；后床身座上設(shè)置左右對(duì)稱并構(gòu)成門形的第一立柱和第二立柱，第二拖板設(shè)置于第一立柱和第二立柱之間，所述臥磨頭龍門內(nèi)抱式滑動(dòng)連接于十字形第二拖板的前后端，第二拖板能帶動(dòng)臥磨頭上下滑動(dòng)，臥磨頭也能在第二拖板內(nèi)前后滑動(dòng)；在第一立柱和第二立柱的外側(cè)對(duì)稱滑動(dòng)連接有兩個(gè)第三拖板，兩個(gè)第三拖板上又分別滑動(dòng)連接有左滑板和右滑板，兩個(gè)第三拖板能分別沿第一立柱和第二立柱上下滑動(dòng)，左滑板和右滑板又分別能在兩個(gè)第三拖板上前后滑動(dòng)；所述立磨頭設(shè)置于第二立柱連接的右邊第三拖板上的右滑板前端，并能120度自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，立磨頭配置有自動(dòng)換刀裝置；在第二拖板上和左邊第三拖板的左滑板前端設(shè)置有砂輪仿形修整裝置，并成35度仰角保證三軸聯(lián)動(dòng)對(duì)臥磨頭在線檢測(cè)和仿形修整。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，其特征在于所述砂輪仿形修整裝置包括砂輪修整組件和激光檢測(cè)裝置，砂輪對(duì)應(yīng)處配置有磨削屑吸附裝置；所述砂輪修整組件包括金剛筆、與金剛筆連接的絲杠、驅(qū)動(dòng)絲杠的伺服電機(jī)；所述激光檢測(cè)裝置包括光柵尺；砂輪修整組件和激光檢測(cè)裝置與計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)相連；所述磨削屑吸附裝置包括分別設(shè)在砂輪主軸中心與砂輪磨削面附近的第一電極和第二電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，其特征在于所述立磨頭自動(dòng)換刀裝置包括刀庫和機(jī)械手。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，其特征在于所述第一拖板設(shè)有多個(gè)第一絲杠，床身座設(shè)第一伺服電機(jī)通過絲杠驅(qū)動(dòng)第一拖板移動(dòng)；所述第二拖板設(shè)第二絲杠，第二絲杠連接第二伺服電機(jī)；所述第一立柱和第二立柱設(shè)多個(gè)導(dǎo)軌，第一立柱和第二立柱之間的右邊設(shè)有傳動(dòng)箱，傳動(dòng)箱連接第三伺服電機(jī)和第三絲杠，第三絲杠設(shè)于第二立柱并和右邊第三拖板相聯(lián)，左邊第三拖板與第二拖板共第二絲杠；兩個(gè)第三拖板上分別設(shè)有第四絲桿和驅(qū)動(dòng)左滑板、右滑板移動(dòng)的第四伺服電機(jī)；各伺服電機(jī)與計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，其特征在于所述第一拖板和前床身采用兩個(gè)V型導(dǎo)軌和兩個(gè)平型導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)硬軌滑動(dòng)連接，并用滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)第一拖板移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，其特征在于所述第一立柱中間開有一窗口以保證供左邊第三拖板和第二拖板相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，其特征在于所述前床身座高度不超過470mm,后床身座高度不低于600mm,工作臺(tái)厚度不低于320_ ;所述第二拖板的撓曲度H不超過O. 10mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心，其特征在于所述工作臺(tái)中的旋轉(zhuǎn)臺(tái)為靜壓式轉(zhuǎn)臺(tái)，位于立磨頭中心，其旋轉(zhuǎn)精度為徑向< 14 111,軸向竄動(dòng)< Ιμπι。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多拖板雙主軸對(duì)稱式磨削加工中心。本實(shí)用新型的前床身座上滑動(dòng)連接有第一拖板，工作臺(tái)滑動(dòng)連接在第一拖板上，工作臺(tái)中設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)；后床身座上設(shè)置左右對(duì)稱的第一立柱和第二立柱，第二拖板設(shè)置于第一立柱和第二立柱之間，臥磨頭龍門內(nèi)抱式滑動(dòng)連接于十字形第二拖板的前后端；在第一立柱和第二立柱的外側(cè)對(duì)稱滑動(dòng)連接有兩個(gè)第三拖板，兩個(gè)第三拖板上又分別滑動(dòng)連接有左滑板和右滑板；立磨頭設(shè)置于右滑板前端，并能120度自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，立磨頭配置有自動(dòng)換刀裝置；在第二拖板上和左邊第三拖板的左滑板前端設(shè)置有砂輪仿形修整裝置。本實(shí)用新型的加工能力強(qiáng)、加工效率和加工精度高，能適應(yīng)復(fù)雜形狀工件的磨削加工。
文檔編號(hào)B24B25/00GK202668299SQ20122028305
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者郭懷仲 申請(qǐng)人:湘潭三峰數(shù)控機(jī)床有限公司