本發(fā)明涉及無心磨技術領域，更具體地，涉及一種無心磨工件裝卡裝置。

背景技術：

現(xiàn)有無心磨的加工對象通常為金屬或其他材質(zhì)等密度(大于2.5g/cm³)較大的軸，并且軸徑(300mm以上)或長度(1m以上)通常較大，采用機加工通用的三爪工件裝卡裝置裝卡，而直徑(一般在幾毫米左右)和長度(一般在幾十毫米左右)也很小的工件，三爪卡具的誤差較大，定位精度遠遠不夠，此外，裝卡壓力不可控，壓力太大容易導致工件變形，太小可能不能滿足磨床的磨削加工要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種無心磨工件裝卡裝置及控制方法，用于克服現(xiàn)有技術的缺陷，旨在提高工件的定位精度，防止工件在加工過程中產(chǎn)生變形。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種無心磨工件裝卡裝置，該裝置包括：

壓合部，位于無心磨上方，用于向下壓合柱狀工件；

升降機構，與壓合部連接，用于使得壓合部在垂直方向上移動；

壓力采集器，用于采集所述壓合部與所述柱狀工件接觸部位的壓力，并輸出壓力信號；

控制器，輸入端連接所述壓力采集器，輸出端連接所述升降機構，用于根據(jù)接收到的所述壓力信號與預設值的比較結(jié)果控制所述升降機構的動作。

進一步地，所述升降機構包括：

至少一個用于升降所述壓合部位置的氣缸或油缸。

進一步地，所述升降機構包括：

驅(qū)動部，用于提供轉(zhuǎn)動力矩；

傳動部，輸入端傳動連接所述驅(qū)動部的輸出端，輸出端固定連接所述壓合部；用于將圓周運動轉(zhuǎn)換為直線運動。

進一步地，所述傳動部包括：

絲杠，立置于所述無心磨的砂輪及導輪其中一端，底部與所述驅(qū)動部的輸出端傳動連接；

絲套，套設于所述絲杠上，具有與所述絲杠相匹配的內(nèi)螺紋，所述壓合部一端固定在所述絲套上，所述壓合部另一端具有定位部；

防擺桿，立置于所述無心磨的砂輪及導輪另一端，具有沿所述防擺桿長度方向設置的導向槽，所述定位部位于所述導向槽內(nèi)，所述導向槽的長度大于或等于所述壓合部在垂直方向移動的行程與所述定位部高度之和。

進一步地，所述傳動部包括：

齒條，立置于所述無心磨的砂輪及導輪其中一端；

齒輪，與所述齒條嚙合；

軸套，穿設于所述齒輪內(nèi)并與所述齒輪傳動連接，一端與所述驅(qū)動部輸出端傳動連接，另一端與所述壓合部轉(zhuǎn)動連接。

進一步地，所述驅(qū)動部安裝在所述底座上，所述驅(qū)動部輸出端與所述軸套之間通過鏈傳動機構連接或通過皮帶傳動機構連接。

進一步地，所述升降機構位于所述無心磨的砂輪及導輪其中一端，所述壓合部遠離所述升降機構的一端具有延伸部，所述壓合部與所述延伸部共同形成L形結(jié)構；

該無心磨工件裝卡裝置還包括：

提升架，包括橫向桿和垂向桿，所述橫向桿一端與所述延伸部連接，所述橫向桿另一端與所述垂向桿連接，所述垂向桿的底部與所述升降機構連接。

進一步地，所述控制器包括：

采集模塊，用于在預設時間內(nèi)采集壓力采集器的壓力信號；

模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于接收所述壓力信號，并將所述壓力信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

比較模塊，用于調(diào)取預設值，并比較數(shù)字信號的值與預設值；

指令模塊，用于在所述數(shù)字信號的值大于所述預設值的上限時，發(fā)送提升指令；并在所述數(shù)字信號的值小于所述預設值的下限時，發(fā)送下降指令；在所述數(shù)字信號的值介于所述預設值的上限與下限之間時，發(fā)送保持指令。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種無心磨裝卡控制方法，包括：

采集壓力信號，其中，所述壓力信號表示無心磨工件裝卡裝置的壓合部與柱狀工件接觸部位的壓力；

將所述壓力信號與預設值進行比較；

根據(jù)所述比較結(jié)果控制所述壓合部的移動。

優(yōu)選地，根據(jù)所述比較結(jié)果控制所述壓合部的移動包括以下至少之一：

在所述壓力信號的值大于所述預設值的上限時，控制所述壓合部上升；

在所述壓力信號的值小于所述預設值的下限時，控制所述壓合部下降；

在所述壓力信號的值介于所述預設值的上限與下限之間時，控制所述壓合部保持原位。

本發(fā)明提供的無心磨工件裝卡裝置及控制方法，使用時，首先將待加工工件一字排開并排放置于無心磨的導輪與砂輪之間，壓合部隨升降機構的動作而相對待加工件上下移動，壓合部從上方將工件壓在導輪和砂輪上，通過壓力采集器能夠采集工件受到的夾持力，根據(jù)夾持力與預設值的比較結(jié)果控制升降機構的動作，例如在夾持力小于預設值下限時控制升降機構向下降壓合部，在夾持力超過預設值上限時控制升降機構向上提升壓合部，在夾持力小于該預設值上限并大于預設值下限時控制升降機構保持當前動作，啟動無心磨對工件進行磨削；通過能根據(jù)壓力大小自動升降的機構將工件壓在砂輪和導輪上，使得工件直接與砂輪接觸，提高了定位的精確度，能夠調(diào)整施加在工件上的夾持力，從而既能滿足磨削要求，又能防止工件在加工過程中產(chǎn)生變形，此外，通過導輪、砂輪和壓合部對工件在圓周方向上單個不同的部位進行夾持，保證了工件的穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明施例一提供的無心磨工件裝卡裝置的立體結(jié)構示意圖。

圖2為圖1的后視圖；

圖3為本發(fā)明施例二提供的無心磨工件裝卡裝置的結(jié)構示意圖；

圖4為圖3的右視圖；

圖5為本發(fā)明施例二提供的無心磨工件裝卡裝置中控制器的模塊示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例三提供的無心磨工件裝卡裝置的結(jié)構示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的無心磨工件裝卡方法的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一

如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供一種無心磨工件裝卡裝置，該裝置包括底座1、升降機構2、壓力采集器3、壓合部4和控制器5；其中底座1用于承載升降機構2和壓合部4；升降機構2與壓合部4連接，用于使得壓合部4在垂直方向上移動；壓合部4位于無心磨上方，用于向下壓合柱狀工件，柱狀工件放置在無心磨的導輪8與砂輪7之間；托架6用于支撐導輪8和砂輪7；壓力采集器3設置在壓合部4上，用于采集壓合部4與柱狀工件接觸部位的壓力，并輸出壓力信號；控制器5輸入端連接壓力采集器3，輸出端連接升降機構2，用于根據(jù)接收到的壓力信號與預設值的比較結(jié)果控制升降機構2的動作。

在本發(fā)明一實施例中，底座1能夠承載整個裝置，保證裝置整體的穩(wěn)定，提高磨削過程中的穩(wěn)定性；具體可采用支撐板。

升降機構2安裝在支撐板上，可以是由氣缸、油缸或具有伸縮功能的其他機械機構與提升板組成，能夠通過控制提升板的升降精確的控制壓合板的上升與下降。

壓力采集器3可以采用壓力傳感器，安裝于提升板與壓合部連接處靠近工件的那一端，當工件躍起時，壓力傳感器能夠感知壓力的精確變化。

進一步地，壓合部4平行于無心磨的砂輪7及導輪8，且壓合部4底面上具有與柱狀工件外側(cè)面配合的凹弧面41，參見圖4。凹弧面41與工件面接觸，能夠增加接觸面積，進而增加摩擦力，從而提高夾持的穩(wěn)定性。

進一步地，參見圖2，升降機構2包括油缸或氣缸21，立置于無心磨的砂輪7及導輪8其中一端，壓合部4遠離升降機構2的一端具有延伸部42，壓合部4與延伸部42共同形成L形結(jié)構；升降機構2還包括橫向設置的提升架22，提升架22一端與延伸部42連接，另一端與氣缸或油缸的活塞桿連接。

正常狀態(tài)下，壓合部4與導輪8及砂輪7之間地距離滿足工件能從進料裝置順利進入，而不受壓力，壓合部4在工件進入到磨削區(qū)的入口處可設計為圓弧狀，以便于工件由送料裝置中順利的進入到磨削區(qū)，能夠控制工件的躍起高度，可防止工件躍出磨削區(qū)。

參見圖5，控制器5包括采集模塊51、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊52、比較模塊53和指令模塊54；采集模塊51用于在預設時間內(nèi)采集壓力采集器3的壓力信號，具體可以是信號采集器，按照預設的頻率和時鐘信號采集壓力傳感器的壓力信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊52用于接收壓力信號，由于壓力信號通常為電壓信號或電流信號，無法進行比較或計算，因此需要將壓力信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后才能比較；比較模塊53用于調(diào)取預設值，并比較上述數(shù)字信號的值與預設值；預設值需要進行設置，并存儲，比較模塊的功能可以通過程序來實現(xiàn)；指令模塊54用于在數(shù)字信號的值大于預設值的上限時，發(fā)送提升指令；并在數(shù)字信號的值小于預設值的下限時，發(fā)送下降指令；在數(shù)字信號的值介于預設值的上限與下限之間時，發(fā)送保持指令。

控制器5能夠采集壓力傳感器的數(shù)值，能夠?qū)⑤斎氲膲毫?shù)值與設定值相比較，從而輸出結(jié)果，控制升降機構2的動作，當壓力值大于設定值上限時，控制升降機構2動作，使壓合部4位置上升，當壓力值等于或小于設定值上限時，壓合部4位置保持不變，因此可防止壓力過大損壞工件，亦可控制壓合部4上升，從而避免工件躍出磨削區(qū)，從而實現(xiàn)智能加工。

進一步地，還可以預置設定值下限，當壓力值小于設定值下限時，控制升降機構2動作，使壓合部4下降，當壓力值大于或等于設定值下限，且小于設定值上限時，控制壓合部4位置保持不變，可以防止因壓力不足導致工件在磨削過程中攢動并脫離磨削位置。能夠很好的防止工件躍出磨削區(qū)，降低了廢品率的同時避免工件被壓碎在磨削過程中，能夠很好的保護無心磨床的磨削部分。

本發(fā)明提供的無心磨工件裝卡裝置，實用時，首先將待加工工件經(jīng)進料裝置一字排開并排放置于無心磨的導輪8與砂輪7之間，壓合部4隨升降機構2的動作而相對待加工件上下移動，壓合部4從上方將工件壓在導輪8和砂輪7上，通過壓力采集器能夠采集工件受到的夾持力，根據(jù)夾持力與預設值的比較結(jié)果控制升降機構的動作，在夾持力小于預設值下限時控制升降機構向下降壓合部，在夾持力超過預設值上限時控制升降機構向上提升壓合部，在夾持力小于該預設值上限并大于預設值下限時控制升降機構保持當前動作，啟動無心磨對工件進行磨削；通過能根據(jù)壓力大小自動升降的機構將工件壓在砂輪7和導輪8上，使得工件直接與砂輪7接觸，提高了定位的精確度，能夠調(diào)整施加在工件上的夾持力，從而既能滿足磨削要求，又能防止工件在加工過程中產(chǎn)生變形，此外，通過導輪、砂輪和壓合部對工件在圓周方向上單個不同的部位進行夾持，保證了工件的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選實施例，升降機構2還可以為機械式升降結(jié)構，具體包括驅(qū)動部和傳動部；驅(qū)動部可以采用電機，用于為傳動部提供轉(zhuǎn)動力矩；傳動部輸入端傳動連接電機的輸出軸，傳動部的輸出端固定連接壓合部4，傳動部用于將圓周運動轉(zhuǎn)換為直線運動。

下面提供兩種傳動部的具體結(jié)構：

作為優(yōu)選實施方式一，圖3、圖4，傳動部包括絲杠221、絲套222和防擺桿223；絲杠221立置于無心磨的砂輪7及導輪8其中一端，絲杠221底部與電機的輸出軸傳動連接；這里的傳動連接具體可以是通過聯(lián)軸器固定連接，也可以是鍵連接，還可以通過傳動機構連接，例如齒輪傳動機構、蝸輪蝸桿傳動機構等；絲套222套設于絲杠221上，具有與絲杠221相匹配的內(nèi)螺紋，壓合部4一端固定在絲套222上，另一端具有定位部43；防擺桿223立置于無心磨的砂輪7及導輪8另一端，具有沿防擺桿223長度方向設置的導向槽224，定位部43位于導向槽224內(nèi)，導向槽224的長度大于或等于壓合部4在垂直方向移動的行程與定位部43高度之和。

電機帶動絲杠221轉(zhuǎn)動，絲套222通過壓合部的定位部43受到導向槽224的限制，不能隨之轉(zhuǎn)動，進而在絲杠221上移動，實現(xiàn)了圓周運動到直線運動的轉(zhuǎn)換，通過控制電機的轉(zhuǎn)動方向?qū)崿F(xiàn)絲套222上升與下降的切換，通過控制電機的轉(zhuǎn)動速度對絲套222上升和下降的快慢進行調(diào)節(jié)，防擺桿223設置于靠近無心磨入口方向，即靠近送料裝置，為了避免與送料裝置干涉，下半部設置呈倒置的U形架223b，上半部包括一扁桿223a，扁桿223a底部連接于倒置的U形架223b上，扁桿中心設置導向槽224；進料裝置可從U形架223b的中空部分內(nèi)穿過，定位部43的截面形狀與導向槽224的截面形狀相適配；壓合部4由兩端部分和中間部分構成，兩端部分中其中之一與絲套222連接，另一與定位部43連接，中間部分相對兩端部分向下凹陷，以便于能深入導輪8與砂輪7之間，壓合直徑很小的工件，當然上述結(jié)構的壓合部4可以一體沖壓成型或澆筑成型。

作為優(yōu)選實施方式二，傳動部包括齒條225、齒輪226和軸套227；齒條225立置于無心磨的砂輪7及導輪8其中一端；齒輪226與齒條226嚙合；軸套227穿設于齒輪226內(nèi)并與齒輪226傳動連接，一端與電機23輸出端傳動連接，另一端與壓合部4轉(zhuǎn)動連接。

進一步地，電機安裝在底座1上，電機輸出端與軸套227之間通過鏈傳動機構或皮帶傳動機構連接。

為了保證壓合部4兩端受力平衡，進一步增加裝卡裝置的穩(wěn)定形，該工件裝卡裝置還包括一傳動部和一同步轉(zhuǎn)軸228；兩傳動部的齒條225分別立置于無心磨的砂輪7及導輪8兩端；同步轉(zhuǎn)軸228支撐于底座1上，具體可通過兩個軸承座安裝在底座1上，同步轉(zhuǎn)軸228一端與電機輸出端傳動連接，且通過兩套鏈傳動機構或通過兩套皮帶傳動機構分別與兩傳動部的軸套227連接。

電機驅(qū)動同步轉(zhuǎn)軸228轉(zhuǎn)動，同步轉(zhuǎn)軸228通過傳動機構帶動軸套227轉(zhuǎn)動，軸套227分別帶動與之傳動連接的齒輪轉(zhuǎn)動，進而帶動壓合部4在齒條225上移動，由于壓合部4與軸套227之間通過軸承229實現(xiàn)轉(zhuǎn)動連接，軸套227轉(zhuǎn)動，壓合部4僅僅在垂直方向上隨軸套227移動，并不隨之轉(zhuǎn)動；進一步為防止壓合部4隨同步轉(zhuǎn)軸228轉(zhuǎn)動，可以在壓合部4與齒條225之間設置定位機構，具體可以在齒條225上設置垂直方向的凹槽，在凹槽內(nèi)設置滑塊，滑塊可以通過連接桿與壓合部4固定連接。同步轉(zhuǎn)軸228的設置實現(xiàn)了兩軸套227的同步轉(zhuǎn)動，進而保證壓合部4的水平位置。

本發(fā)明實施例還提供一種無心磨裝卡控制方法，參見圖7，該控制方法包括：

步驟S10，采集壓力信號，其中，所述壓力信號表示無心磨工件裝卡裝置的壓合部與柱狀工件接觸部位的壓力；在預設時間內(nèi)采集壓力采集器3的壓力信號，具體可以是信號采集器，按照預設的頻率和時鐘信號采集壓力傳感器的壓力信號；

步驟S20，將所述壓力信號與預設值進行比較；接收壓力信號，由于壓力信號通常為電壓信號或電流信號，無法進行比較或計算，因此可以將壓力信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后再比較；調(diào)取預設值，并比較上述數(shù)字信號的值與預設值；預設值需要進行設置，并存儲，比較模塊的功能可以通過程序來實現(xiàn)；

步驟S30，根據(jù)所述比較結(jié)果控制所述壓合部的移動。用于在數(shù)字信號的值大于預設值的上限時，發(fā)送提升指令；并在數(shù)字信號的值小于預設值的下限時，發(fā)送下降指令；在數(shù)字信號的值介于預設值的上限與下限之間時，發(fā)送保持指令。

優(yōu)選地，步驟S30包括：

步驟S31，在所述壓力信號的值大于所述預設值的上限時，控制所述壓合部上升；當壓力值大于設定值上限時，控制升降機構2動作，使壓合部4位置上升，因此可防止壓力過大損壞工件，亦可控制壓合部4上升，從而避免工件躍出磨削區(qū)。

步驟S32，在所述壓力信號的值小于所述預設值的下限時，控制所述壓合部下降；當壓力值小于設定值下限時，說明不足以將工件卡緊，控制壓合部4繼續(xù)下降。

步驟S33，在所述壓力信號的值介于所述預設值的上限與下限之間時，控制所述壓合部保持原位。當壓力值等于或小于設定值上限時，壓合部4位置保持不變。使得工件處于最佳裝卡狀態(tài)，，從而實現(xiàn)智能加工。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。