專利名稱：數(shù)控外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺紋加工機(jī)床的對(duì)刀裝置，特別是一種數(shù)控外螺紋磨床的自動(dòng)對(duì) 刀裝置。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)梯形絲杠、滾珠絲杠及蝸桿等螺紋的精密磨削加工中，砂輪對(duì)刀通常是靠 工人手動(dòng)操作完成。以滾珠絲杠加工為例，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的進(jìn)給手輪，使砂輪 緩慢進(jìn)入到螺紋工件粗加工出的螺旋槽中，然后轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)床縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)手輪，使砂輪沿著 工件軸向緩慢移動(dòng)，直至砂輪接觸工件螺旋槽的一側(cè)產(chǎn)生火花，再反向轉(zhuǎn)動(dòng)縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu) 手輪，直至砂輪接觸工件螺旋槽另一側(cè)產(chǎn)生火花；根據(jù)反向轉(zhuǎn)動(dòng)手輪所走過(guò)的刻度值，再回 轉(zhuǎn)1/2，使砂輪中心與工件螺旋槽中心重合，依此實(shí)現(xiàn)螺紋對(duì)刀。對(duì)刀過(guò)程中，操作者主要靠 聽(tīng)磨削聲音、看磨削火花來(lái)確認(rèn)對(duì)刀的狀態(tài)。這種手工對(duì)刀的方法不僅繁瑣、耗時(shí)、勞動(dòng)強(qiáng) 度大、效率低、不利于勞動(dòng)保護(hù)，而且對(duì)刀精度完全依賴于操作者的經(jīng)驗(yàn)與操作水平，靠觀 察磨削火花進(jìn)行對(duì)刀，加工工件位置精度和尺寸精度一致性較差，難以滿足互換性要求
實(shí)用新型內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種數(shù)控外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置，該裝置采用精密探頭 兩點(diǎn)接觸式對(duì)刀技術(shù)，進(jìn)行螺紋磨削加工自動(dòng)對(duì)刀。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是所述數(shù)控外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置利用機(jī)床已有的 數(shù)控系統(tǒng)、砂輪架橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(X軸數(shù)字控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu))、拖板縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(Z軸數(shù)字控 制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu))與本發(fā)明的探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和嵌入式專用軟件實(shí)現(xiàn)螺紋對(duì)刀運(yùn)動(dòng)。做Z坐標(biāo)方 向運(yùn)動(dòng)的拖板安裝在機(jī)床后部縱向?qū)к壣?；做X坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的砂輪架安裝在拖板的橫向 導(dǎo)軌上；所述探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在砂輪架的左側(cè)面。數(shù)控系統(tǒng)、X軸、Z軸數(shù)字控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是數(shù)控系統(tǒng)控制X軸與Z伺服電 機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)滾珠絲杠副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)拖板、砂輪架沿著機(jī)床X、 Z運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)探頭及砂輪執(zhí)行螺紋對(duì)刀的運(yùn)動(dòng)。所述探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由支架1，底座2，直線導(dǎo)軌副滑塊3，直線導(dǎo)軌12，滑板8，支 座9，探頭11和油缸15組成；支架1固定在砂輪架5的左側(cè)，底座2固定在支架1上，底座 2上固定有兩只直線導(dǎo)軌副滑塊3，直線導(dǎo)軌12可在滑塊3上前后運(yùn)動(dòng)，直線導(dǎo)軌12上固 定有滑板8、支座9和連接桿10，連接桿10前端裝有一個(gè)帶多點(diǎn)位傳感器的探頭11 ；滑板8 后端與油缸15的活塞桿連接，油缸15固定在支架1的后部，油缸15用于驅(qū)動(dòng)探頭完成伸 出和復(fù)位運(yùn)動(dòng)；支架1前部裝有前位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)6，后部裝有復(fù)位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)16，滑板 8內(nèi)側(cè)裝有位置感應(yīng)頭7，用于提供探頭位置信號(hào)。探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的任務(wù)是完成探頭快速伸出和復(fù)位運(yùn)動(dòng)，用于測(cè)取螺紋對(duì)刀所需數(shù) 據(jù)；前、后位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)與位置感應(yīng)頭用于提供探頭復(fù)位信號(hào)和伸出位置信號(hào)。本發(fā)明之自動(dòng)對(duì)刀裝置，有嵌入式專用軟件，該軟件依序執(zhí)行如下程序
1.啟動(dòng)專用軟件進(jìn)入對(duì)刀程序；2.探頭位置安全檢測(cè)和探頭移動(dòng)到安全位置；3.探頭運(yùn)動(dòng)到對(duì)刀位置；4.探頭伸出；5.探頭進(jìn)入K槽中心附近測(cè)點(diǎn)深度(三種情況)；6.測(cè)取計(jì)算工件對(duì)刀螺旋槽中心坐標(biāo)值Z3 ；7.探頭復(fù)位；8.砂輪對(duì)刀；9.退出對(duì)刀程序，返回主程序；螺紋對(duì)刀，包括探頭位置檢測(cè)與進(jìn)入對(duì)刀位置、探頭快速伸出、探頭測(cè)取工件螺 旋槽中點(diǎn)Z坐標(biāo)值、探頭快速回退、砂輪對(duì)刀五個(gè)主要運(yùn)動(dòng)過(guò)程。探頭位置檢測(cè)與進(jìn)入對(duì)刀位置進(jìn)入對(duì)刀程序，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的位 置開(kāi)關(guān)的信號(hào)、探頭11在X與Z坐標(biāo)的位置、檢測(cè)探頭伸出是否安全，不安全，移動(dòng)X軸使 砂輪架、探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)后退到安全位置，再移動(dòng)Z軸使拖板帶著砂輪架、探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng) 到對(duì)刀位置。探頭快速伸出運(yùn)動(dòng)專用軟件指令數(shù)控系統(tǒng)接通三位四通電磁閥左端線圈，使探 頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)油缸的后腔接通液壓油，推動(dòng)活塞、活塞桿向前快速運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)固定連接在 一起的滑板、直線導(dǎo)軌、支座和裝在支座孔里的探頭沿滑塊滾道向工件方向移動(dòng)，探頭移動(dòng) 距離=最大直徑砂輪磨削位置+安全間隙，該距離保證在對(duì)刀過(guò)程中，砂輪不與工件干涉， 起到設(shè)備、工件和人身安全保護(hù)作用。探頭伸出到位，感應(yīng)頭對(duì)準(zhǔn)前位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)，發(fā)出 到位信號(hào)，電磁閥斷電，油缸兩腔油液被封閉，活塞停止并處于鎖緊狀態(tài)，同時(shí)探頭也被鎖 緊。探頭測(cè)取工件螺旋槽中點(diǎn)Z坐標(biāo)值專用軟件指令機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)控制(X軸)、(Z 軸)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪架與拖板沿機(jī)床X軸運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)與Z軸運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)移動(dòng)，使得探頭進(jìn)入 到工件對(duì)刀螺旋槽測(cè)點(diǎn)深度，在此過(guò)程中，若探頭觸及工件齒頂中部位置，探頭上的軸向傳 感器發(fā)出信號(hào)，X軸后退設(shè)定距離，Z軸移動(dòng)1/2螺距，X軸再前移，使探頭進(jìn)入到螺旋槽測(cè)點(diǎn) 深度；若探頭觸及工件螺旋槽側(cè)壁，X軸后退設(shè)定距離，專用軟件根據(jù)探頭上軸向和多個(gè)側(cè) 向傳感器發(fā)出的信號(hào)比對(duì)，控制Z軸向螺旋槽中心移動(dòng)1/3螺距，X軸再前移，使探頭進(jìn)入到 螺旋槽測(cè)點(diǎn)深度；此時(shí)探頭上的軸向傳感器信號(hào)為零，然后自動(dòng)控制Z軸向左或向右運(yùn)動(dòng)， 當(dāng)探頭球頭在水平面內(nèi)觸及螺旋槽的側(cè)面時(shí)，探頭上的多點(diǎn)位傳感器發(fā)出位置及受力方向 信號(hào)，Z軸停止運(yùn)動(dòng)，取得該側(cè)測(cè)點(diǎn)Z坐標(biāo)值Z1，再自動(dòng)控制Z軸反向移動(dòng)，使探頭球頭觸及 螺旋槽的另一側(cè)面，探頭11上的多點(diǎn)位傳感器發(fā)出位置及反方向受力信號(hào)，Z軸立刻停止 運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)取得另一側(cè)測(cè)點(diǎn)Z坐標(biāo)值Z2，通過(guò)公式(Zl+Z2)/2計(jì)算，自動(dòng)獲得螺旋槽中 心Z坐標(biāo)值Z3，獲得Z3后，探頭就自動(dòng)移動(dòng)到螺旋槽中心。拖板運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)適用于大型數(shù)控外螺紋磨床，對(duì)于中小型數(shù)控外螺紋磨床，控制(Z 軸)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及工件做軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得工件對(duì)刀螺旋槽左側(cè)面和 右側(cè)面觸及探頭，取左測(cè)點(diǎn)和右測(cè)點(diǎn)ζ坐標(biāo)值，Zl和Z2，通過(guò)專用軟件計(jì)算，獲得工件對(duì)刀 螺旋槽中心的Z坐標(biāo)值，然后控制Z軸移動(dòng)，使工件對(duì)刀螺旋槽中心與探頭球心重合。探頭快速回退獲取對(duì)刀螺旋槽中心Z坐標(biāo)值Z3后，接通三位四通電磁閥右端線圈，探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的油缸前腔接通液壓油，推動(dòng)活塞、活塞桿帶著探頭向后快速回退，當(dāng) 滑板上的感應(yīng)頭對(duì)準(zhǔn)復(fù)位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)時(shí)，發(fā)出復(fù)位信號(hào)，電磁閥斷電，油缸兩腔油液被封 閉，活塞停止并處于鎖緊狀態(tài)，探頭完成復(fù)位。此時(shí)探頭位于最小砂輪磨削位置的后方，且 具有一段安全距離，以避免最小砂輪磨削工件時(shí)，探頭碰上工件。砂輪對(duì)刀根據(jù)預(yù)先測(cè)出的探頭球心與砂輪寬度中心的距離，工件螺距T等，換算 出磨削起點(diǎn)的起始角和Z軸坐標(biāo)值ZQ，移動(dòng)Z軸，使砂輪對(duì)準(zhǔn)工件的磨削起點(diǎn)ZQ，就完成了 砂輪的自動(dòng)對(duì)刀過(guò)程，機(jī)床進(jìn)入循環(huán)磨削工作狀態(tài)。有益效果采用精密探頭兩點(diǎn)接觸式的外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置，自動(dòng)測(cè)量與計(jì)算出螺紋工 件對(duì)刀位置的坐標(biāo)值，自動(dòng)控制對(duì)刀運(yùn)動(dòng)，對(duì)刀過(guò)程無(wú)需人為干預(yù)，較為精確，快捷，提高了 外螺紋磨床對(duì)刀的精度和效率，保證了加工工件的位置精度和尺寸精度的一致性，有利于 安全防護(hù)，解決了手動(dòng)對(duì)刀繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度大，對(duì)操作者操作技術(shù)水平要求高的難題。本發(fā)明可以用于機(jī)床縱向運(yùn)動(dòng)(Z軸)為拖板移動(dòng)的大型數(shù)控外螺紋磨床；也適用 于機(jī)床縱向運(yùn)動(dòng)(Z軸)為工作臺(tái)移動(dòng)的中小型數(shù)控外螺紋磨床。


圖1是本實(shí)施例探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是本實(shí)施例探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的外觀及安裝位置俯視圖；圖4是螺紋工件局部放大的剖視圖；圖5所示是本實(shí)施例專用軟件流程框圖。圖中1支架，2底座，3直線導(dǎo)軌副滑塊，4墊板，5砂輪架，6前位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)， 7位置感應(yīng)頭，8滑板，9支座，10連接桿，11探頭，12直線導(dǎo)軌，13定位壓緊塊，14連接板， 15油杠，16復(fù)位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)，17拖板，18工件。K 選定的工件對(duì)刀螺旋槽，Zl =K槽左側(cè) 測(cè)點(diǎn)，Z2 =K槽右側(cè)測(cè)點(diǎn)，Ζ3 =K槽中點(diǎn)，ZQ 工件磨削起點(diǎn)，Pl 探頭復(fù)位位置，Ρ2 探頭伸出 位置，Ρ3 最大砂輪磨削位置，Ρ4 最小砂輪磨削位置，Pd :Κ槽兩側(cè)任意一側(cè)齒頂中部位置， Pb :Κ槽左側(cè)壁或右側(cè)壁任意位置，Ll 探頭中心至砂輪中心的距離，L2 :Κ槽中點(diǎn)至磨削起 點(diǎn)距離，L3 探頭快速移動(dòng)距離，L4 安全間隙，L5 :P1至Ρ3的距離，L6 :P1至P4的距離，T 螺紋工件的螺距X 機(jī)床X軸(砂輪架)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)，Z 機(jī)床Z軸(拖板或工作臺(tái))運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖敘述一個(gè)實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例用于SK7450X 100大型數(shù)控螺紋磨床上的自動(dòng)對(duì)刀裝置，SK7450X 100加 工絲杠長(zhǎng)度10m，磨削直徑Φ 60 Φ 200mm如圖1、圖2、圖3所示之本實(shí)施例之?dāng)?shù)控外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置，有機(jī)床數(shù)控系 統(tǒng)、砂輪架橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(X軸數(shù)字控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu))、拖板縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(Z軸數(shù)字控制運(yùn)動(dòng) 機(jī)構(gòu))，做Z坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的拖板17安裝機(jī)床后部縱向?qū)к壣?，做X坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的砂輪 架5安裝在拖板17的橫向?qū)к壣稀?shù)控系統(tǒng)、X軸、Z軸數(shù)字控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是數(shù)控系統(tǒng)控制X軸與Z伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)滾珠絲杠副將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng) 拖板17、砂輪架5沿著機(jī)床X、Z運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)探頭11及砂輪執(zhí)行螺紋對(duì)刀的運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施例之?dāng)?shù)控外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置，有一個(gè)探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)固定在 砂輪架5的左側(cè)面，探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由包括支架1，底座2，直線導(dǎo)軌副滑塊3，直線導(dǎo)軌12，滑 板8，支座9，探頭11等。支架1由兩塊相互垂直的鋼板和三塊三角形的筋板焊接而成，支 架1是基礎(chǔ)件，通過(guò)螺釘固定在數(shù)控外螺紋磨床的砂輪架5的左側(cè)，支架1的上表面安裝有 底座2，底座2的外形為長(zhǎng)方形，上部開(kāi)有的矩形定位槽，通過(guò)螺栓、頂緊螺釘將兩個(gè)直線導(dǎo) 軌副滑塊3固定在定位槽內(nèi)。直線導(dǎo)軌12可在滑塊3上前后運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與螺紋工件的 軸向垂直?；?通過(guò)定位壓緊塊13和螺釘固定連接在直線導(dǎo)軌12上，滑板8前部安裝 支座9，支座9的孔內(nèi)安裝有連接桿10，連接桿10前端裝有一個(gè)帶多點(diǎn)位傳感器的探頭11， 支座9的底部裝有調(diào)整墊片4，用于調(diào)整探頭11的球心與工件20和砂輪中心線的等高。滑 板8后端經(jīng)連接板14與油缸15的活塞桿端頭連接，油缸15兩端通過(guò)調(diào)整墊片，用螺栓固 定在支架1后部上表面。支架1上表面前部裝有前位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)6，后部裝有復(fù)位位置感 應(yīng)開(kāi)關(guān)16，滑板8內(nèi)側(cè)上裝有位置感應(yīng)頭7。探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)完成探頭快速伸出和復(fù)位運(yùn)動(dòng)，用于測(cè)取螺紋對(duì)刀所需數(shù)據(jù)；位置 感應(yīng)開(kāi)關(guān)6、16和位置感應(yīng)頭7，用于提供探頭復(fù)位信號(hào)和伸出位置信號(hào)。圖4是螺紋工件局部放大的剖視圖。工件18，K 選定的工件對(duì)刀螺旋槽，Pd :K槽 兩側(cè)任意一側(cè)齒頂中部位置，Pb =K槽左側(cè)壁或右側(cè)壁任意位置，Zl :Κ槽左側(cè)測(cè)點(diǎn)，Ζ2 :Κ槽右側(cè)測(cè)點(diǎn)，Ζ3 ，K槽中點(diǎn)，ZQ 工件磨削起點(diǎn)。Ll 探頭 中心至砂輪中心的距離，L2 :Κ槽中點(diǎn)至磨削起點(diǎn)距離。嵌入式專用軟件依此相關(guān)參數(shù)，控 制對(duì)刀裝置，其程序如后面結(jié)合圖5之所述。圖5為本實(shí)施例之磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置的嵌入式專用軟件，執(zhí)行對(duì)刀程序的流程 圖1.啟動(dòng)專用軟件進(jìn)入對(duì)刀程序；2.探頭位置安全檢測(cè)和探頭移動(dòng)到安全位置；具體過(guò)程說(shuō)明根據(jù)探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)中的位置開(kāi)關(guān)的信號(hào)、探頭11所處X與Z運(yùn)動(dòng) 坐標(biāo)的位置，檢測(cè)探頭伸出是否安全，若不安全，指令移動(dòng)X軸，使砂輪架5帶著探頭運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)后退到安全位置。3.探頭運(yùn)動(dòng)到對(duì)刀位置；具體過(guò)程說(shuō)明指令移動(dòng)Z軸使拖板17帶著砂輪架5和探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)到對(duì)刀 位置，使探頭11處于工件18對(duì)刀螺旋槽(K槽)附近。4.伸出探頭；具體過(guò)程說(shuō)明指令數(shù)控系統(tǒng)控制電磁閥動(dòng)作，油缸15后腔接通液壓油，推動(dòng)活 塞、活塞桿向前快速運(yùn)動(dòng)，由于活塞桿端頭通過(guò)螺釘、螺母、連接板14與滑板8連接在一起， 滑板8上的直線導(dǎo)軌12、支座9和裝在支座孔里的探頭11沿直線導(dǎo)軌副滑塊3的滾道向工 件方向移動(dòng)，使探頭11由探頭復(fù)位位置Pl運(yùn)動(dòng)到探頭伸出位置Ρ2，探頭快速移動(dòng)距離L3 =L5+L4，其中L5為探頭復(fù)位位置Pl至最大砂輪磨削位置Ρ3的距離，L4為安全間隙，快速 移動(dòng)距離L3用以保證探頭11在對(duì)刀過(guò)程中，最大砂輪不會(huì)觸及工件。探頭11到達(dá)Ρ2位
6置后，感應(yīng)頭7對(duì)準(zhǔn)前位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)6，發(fā)出到位信號(hào)，電磁閥斷電，油缸15兩腔油液被封 閉，活塞及探頭11停止并處于鎖緊狀態(tài)。5.探頭進(jìn)入K槽中心附近測(cè)點(diǎn)深度；具體過(guò)程說(shuō)明指令數(shù)控系統(tǒng)控制X軸與Z軸數(shù)字運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)砂輪架5與拖板 17沿機(jī)床X Z運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)移動(dòng)，使得探頭11進(jìn)入到工件對(duì)刀螺旋槽(K槽)測(cè)點(diǎn)深度，在此 過(guò)程中，如圖4所示，有三種情況，(1)探頭直接進(jìn)入到K槽中心附近測(cè)點(diǎn)深度；(2)探頭11 觸及工件18的K槽兩側(cè)任意一側(cè)齒頂中部位置Pd，若出現(xiàn)此種情況，探頭11上的軸向傳感 器發(fā)出信號(hào)，則程序指令X軸后退設(shè)定距離，Z軸向左或向右移動(dòng)1/2螺距，X軸再前移，使 探頭11進(jìn)入到K槽中心附近測(cè)點(diǎn)深度；(3)探頭觸及工件18的K槽左側(cè)壁或右側(cè)壁任意 位置Pb，K槽側(cè)壁，若出現(xiàn)此種情況，則程序指令X軸后退設(shè)定距離，根據(jù)探頭上軸向和多個(gè) 側(cè)向傳感器發(fā)出的信號(hào)比對(duì)，再控制Z軸向螺旋槽中心方向移動(dòng)1/3螺距，然后X軸前移， 使探頭進(jìn)入到K槽中心附近測(cè)點(diǎn)深度，此時(shí)探頭11上的各傳感器信號(hào)為零。6.測(cè)取計(jì)算工件對(duì)刀螺旋槽中心坐標(biāo)值Z3 ；具體過(guò)程說(shuō)明程序自動(dòng)控制Z軸向左或向右運(yùn)動(dòng)，如圖4所示，當(dāng)探頭11在水平 面內(nèi)觸及K槽一側(cè)時(shí)，探頭上的多點(diǎn)位傳感器發(fā)出位置及受力方向信號(hào)，Z軸停止運(yùn)動(dòng)，取 得該側(cè)測(cè)點(diǎn)Z坐標(biāo)值Z1，再控制Z軸反向移動(dòng)，使探頭11觸及K槽的另一側(cè)面，探頭11上 的多點(diǎn)位傳感器發(fā)出位置及反方向受力信號(hào)，Z軸立刻停止運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)取得另一側(cè)測(cè)點(diǎn) Z坐標(biāo)值Z2，通過(guò)公式(Zl+Z2)/2計(jì)算，自動(dòng)獲得K槽中心Z坐標(biāo)值Z3，獲得Z3后，探頭就 自動(dòng)移動(dòng)到K槽中心。7.探頭復(fù)位；具體過(guò)程說(shuō)明探頭移動(dòng)到K槽中心后，如圖3圖4所示，專用軟件指令控制油缸 15的前腔接通液壓油，推動(dòng)活塞、活塞桿帶動(dòng)探頭11從探頭伸出位置P2向探頭復(fù)位位置 Pl快速回退，當(dāng)感應(yīng)頭7對(duì)準(zhǔn)復(fù)位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)16時(shí)，發(fā)出復(fù)位信號(hào)，油缸兩腔油液被封 閉，探頭11鎖停在復(fù)位位置Pl，此時(shí)探頭11位于最小砂輪磨削位置P4的后方，Pl至P4的 距離為L(zhǎng)6，距離L6用以避免最小砂輪磨削工件時(shí)，探頭11碰上工件18。8.砂輪對(duì)刀；具體過(guò)程說(shuō)明探頭11復(fù)位后，如圖3圖4所示，根據(jù)探頭球心到砂輪中心距離 Li、K槽中點(diǎn)至磨削起點(diǎn)距離L2，工件螺距T等相關(guān)參數(shù)，換算磨削起點(diǎn)起始角和Z軸坐標(biāo) 的坐標(biāo)值，確定磨削起點(diǎn)ZQ，指令控制移動(dòng)Z軸，使砂輪對(duì)準(zhǔn)工件的磨削起點(diǎn)ZQ。就完成了 砂輪的自動(dòng)對(duì)刀過(guò)程。9.對(duì)刀程序結(jié)束，返回主程序；機(jī)床進(jìn)入循環(huán)磨削工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
數(shù)控外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置，有數(shù)控系統(tǒng)、由數(shù)字控制運(yùn)動(dòng)的砂輪架橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和拖板縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，做Z坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的拖板(17)安裝在機(jī)床后部的縱向?qū)к壣?，做X坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的砂輪架(5)安裝在拖板(17)的橫向?qū)к壣希黄涮卣髟谟谟幸粋€(gè)探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)固定在砂輪架(5)的側(cè)面；所述探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由支架(1)、底座(2)、直線導(dǎo)軌副滑塊(3)、直線導(dǎo)軌(12)、滑板(8)、支座(9)、探頭(11)和油缸(15)組成；支架(1)固定在砂輪架(5)的側(cè)面，底座(2)固定在支架(1)上，底座(2)上固定有兩只直線導(dǎo)軌副滑塊(3)，直線導(dǎo)軌(12)可在滑塊(3)上前后運(yùn)動(dòng)，直線導(dǎo)軌(12)上固定有滑板(8)、支座(9)和連接桿(10)，連接桿(10)前端裝有一個(gè)帶多點(diǎn)位傳感器的探頭(11)；滑板(8)后端與油缸(15)的活塞桿連接，油缸(15)固定在支架(1)的后部，油缸(15)用于驅(qū)動(dòng)探頭完成伸出和復(fù)位運(yùn)動(dòng)；支架(1)前部裝有前位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)(6)，后部裝有復(fù)位位置感應(yīng)開(kāi)關(guān)(16)，滑板(8)內(nèi)側(cè)裝有位置感應(yīng)頭(7)，用于提供探頭位置信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述數(shù)控外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置，其特征在于有嵌入式專用軟 件，該軟件依序執(zhí)行如下程序1)啟動(dòng)專用軟件進(jìn)入對(duì)刀程序；2)探頭位置安全檢測(cè)和探頭移動(dòng)到安全位置；3)探頭運(yùn)動(dòng)到對(duì)刀位置；4)探頭伸出；5)探頭進(jìn)入K槽中心附近測(cè)點(diǎn)深度；6)測(cè)取計(jì)算工件對(duì)刀螺旋槽中心坐標(biāo)值Z3；7)探頭復(fù)位；8)砂輪對(duì)刀；9)退出對(duì)刀程序，返回主程序。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種數(shù)控外螺紋磨床自動(dòng)對(duì)刀裝置。由機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)字控制的砂輪架橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，拖板縱向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與本發(fā)明的探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和嵌入式專用軟件，實(shí)現(xiàn)螺紋對(duì)刀運(yùn)動(dòng)。做Z坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的拖板安裝在機(jī)床后部縱向?qū)к壣?，做X坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的砂輪架安裝在拖板橫向?qū)к壣?。所述之探頭運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，由支架，底座，直線導(dǎo)軌副滑塊，直線導(dǎo)軌，滑板，支座，帶多點(diǎn)位傳感器的探頭和油缸組成，用以完成探頭伸出和復(fù)位運(yùn)動(dòng)；所述之嵌入式專用軟件，該軟件依序執(zhí)行自動(dòng)對(duì)刀程序。該裝置自動(dòng)測(cè)量與計(jì)算螺紋工件對(duì)刀位置的坐標(biāo)值，自動(dòng)控制對(duì)刀運(yùn)動(dòng)，對(duì)刀過(guò)程無(wú)需人為干預(yù)，較為精確，快捷，提高了外螺紋磨床對(duì)刀的精度和效率，有利于安全防護(hù)，解決了手動(dòng)對(duì)刀的不足。
文檔編號(hào)B23Q15/22GK101898316SQ20101018939
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月1日
發(fā)明者周斌, 曹漢寶, 田廣利, 趙仲琪 申請(qǐng)人:陜西漢江機(jī)床有限公司