一种磨床工作台行程控制装置、系统及方法与流程

本发明涉及机械设备制造技术领域，尤其涉及一种磨床工作台行程控制装置、系统及方法。

背景技术：

传统的磨床，工作台的往复运动是靠液压油缸来推动，其换向和变速(磨削工件速度与修整砂轮速度的切换)是靠机械碰撞液压阀门的阀芯来实现，这种结构的缺点是在对磨床进行自动化改造时，不能对工作台的位置行程信息进行实时设置反馈给磨床计算机控制系统。

技术实现要素：

本发明提供了一种磨床工作台行程控制装置，可以实时反馈工作台的位置行程信息给机床控制系统，和自主设置单片计算机记录磨削工件或修整砂轮时移动工作台的行程极限位置。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种磨床工作台行程控制装置，包括

接近开关端口，用于接收外接接近开关检测到的移动工作台位置数值参考点的信号，并将其传输给单片计算机；

编码器端口，用于接收移动工作台的位置信号并传输给信号处理模块；

信号处理模块，用于处理移动工作台的位置信号，判断移动工作台的运动方向，并将判断结果传输给单片计算机；

单片计算机，用于存储磨削工件或修整砂轮时移动工作台行程的行程极限位置，控制移动工作台的移动位置信息输出给LED显示模块，以及在移动工作台移动至所述行程极限位置时将换向控制信号输出给机床控制系统端口；

机床控制系统端口，用于将所述移动工作台移动信息传输给机床控制系统控制移动工作台移动，和将所述换向信号传输给机床控制系统控制移动工作台变换移动方向；

开关模块，用于触发单片计算机记录磨削工件或修整砂轮时移动工作台的行程极限位置信息，以及向单片计算机发送控制机床控制系统使得移动工作台移动的信息；

LED显示模块，用于显示所述移动工作台移动的位置信息。

作为上述方案的改进，所述开关模块包括

用于存储砂轮位于磨削区间所述移动工作台左极限位置数值的第一按键，用于存储砂轮位于磨削区间所述移动工作台右极限位置数值的第二按键，用于存储砂轮位于修整区间所述移动工作台左极限位置数值的第三按键，用于存储砂轮位于修整区间所述移动工作台右极限位置数值的第四按键，用于控制所述移动工作台左行的第五按键，用于控制所述移动工作台右行的第六按键。该方案便于对移动工作台行程的各个极限位置设置，以及对移动工作台左右行程的控制。

本发明还提供了一种磨床工作台行程控制系统，包括所述的磨床工作台行程控制装置、机床控制系统和液压缸驱动的移动工作台，所述移动工作台安装于机床上，

所述移动工作台上固定设置有感应块，所述机床上设置有接近开关，所述接近开关电连接所述接近开关端口，所述感应块靠近接近开关，触发接近开关的移动工作台位置数值参考点信号；

所述编码器端口电连接一旋转编码器，所述旋转编码器的转轴连接有齿轮，所述齿轮与固定安装在移动工作台上的齿条啮合连接，所述齿条沿移动工作台的直线运动方向设置。

作为上述方案的改进，所述编码器为增量式旋转编码器，输出的互差90°相角的两相信号，用以区分移动工作台是左移或右移。

本发明还提供了一种磨床工作台行程控制系统实现的行程控制方法，包括如下步骤

所述开关模块控制所述机床控制系统使得所述移动工作台左行或右行；

所述移动工作台行至其上的所述感应块进入所述接近开关的感应区，接近开关通过所述接近开关端口向所述单片计算机发出移动工作台的起点信号；

在工件磨削区间的左右极限位置数值时，和/或在砂轮修整区间的左右极限位置数值时，所述开关模块触发单片计算机分别记录当前移动工作台的位置信息；

机床工作时，单片计算机不断对移动工作台的当前位置数值分别与记录的所述工件磨削区间的左右极限位置数值，和/或在砂轮修整区间的左右极限位置数值作比较运算，运算结果通过所述机床控制系统端口输出给所述机床控制系统控制移动工作台变换移动方向。

有益效果

(1)本发明一种磨床工作台行程控制装置通过旋转编码器输出的移动工作台的位置信号给机床控制系统，实时反馈移动工作台的位置信号，并显示于LED显示模块，磨床工作台行程控制装置的单片计算机可以记录手动设置的移动工作台在磨削工件或修整砂轮时移动工作台行程的行程极限位置，使得机床控制系统控制移动工作台在行程极限位置自动换向。

(2)本发明磨床工作台行程控制系统针对传统磨床进行自动化改造时，一些传统磨床因其内部空间所限，不便或不能改为电机驱动移动工作台，通过保留原来的液压油缸驱动移动工作台，移动工作台上加装磨床工作台行程控制装置，与移动工作台连接的旋转编码器实时将移动工作台的位置信息，通过磨床工作台行程控制装置控制发送给机床控制系统实现移动工作台移动、换向和设置行程极限位置的功能。

(3)本发明磨床工作台行程控制系统实现的行程控制方法，可以自由设置工件磨削区间的左右极限位置，和/或在砂轮修整区间的左右极限位置，使得移动工作台可以按上述极限位置换向，增加磨床的灵活性。

附图说明

图1是本发明提供的磨床工作台行程控制装置结构图；

图2是本发明提供的磨床工作台行程控制装置的界面示意图；

图3是本发明提供的磨床工作台行程控制系统中液压缸驱动的移动工作台的示意结构图；

图4是本发明提供的磨床工作台行程控制系统实现的行程控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明实施例1提供的一种磨床工作台行程控制装置结构图，磨床工作台行程控制装置包括

接近开关端口101，用于接收接近开关检测到的移动工作台位置数值参考点的信号，并将其传输给单片计算机104；

编码器端口102，用于接收移动工作台的位置信号并传输给信号处理模块103；

信号处理模块103，用于处理移动工作台的位置信号，判断移动工作台的运动方向，并将判断结果传输给单片计算机104；

单片计算机104，用于存储磨削工件或修整砂轮时移动工作台行程的行程极限位置，控制移动工作台的移动位置信息输出给LED显示模块107，以及在移动工作台移动至所述行程极限位置时将换向控制信号输出给机床控制系统端口105；

机床控制系统端口105，用于将所述移动工作台移动信息传输给机床控制系统控制移动工作台移动，和将所述换向信号传输给机床控制系统控制移动工作台变换移动方向；

开关模块106，用于触发单片计算机104记录磨削工件或修整砂轮时移动工作台的行程极限位置信息，以及向单片计算机104发送控制机床控制系统使得移动工作台移动的信息；

LED显示模块107，用于显示所述移动工作台移动的位置信息。

参见图2，是磨床工作台行程控制装置的界面示意图。

开关模块106包括用于存储砂轮位于磨削区间所述移动工作台左极限位置数值的第一按键16，用于存储砂轮位于磨削区间所述移动工作台右极限位置数值的第二按键14，用于存储砂轮位于修整区间所述移动工作台左极限位置数值的第三按键12，用于存储砂轮位于修整区间所述移动工作台右极限位置数值的第四按键11，用于控制所述移动工作台左行的第五按键15，用于控制所述移动工作台右行的第六按键13。

本实施例中，按下第六按键13，单片计算机104判断移动工作台的运动方向，并将判断结果通过机床控制系统端口105传输给机床控制系统控制移动工作台右行。第五按键15的工作过程类同第六按键13。

当LED显示模块107显示所述移动工作台的当前位置信息为砂轮位于磨削区间中用户要设定的左极限移动工作台位置数值时，按下第一按键16，此时，单片计算机104存储移动工作台的当前位置信息，即设定磨削区间移动工作台左极限位置信息；在工件在磨削时，编码器端口102接收移动工作台的位置信号并传输给信号处理模块103，信号处理模块103处理所述移动工作台的位置信号，判断移动工作台的运动方向，当移动工作台的运动方向为左时，单片计算机104对当前的移动工作台位置数值与所述设定的移动工作台左极限位置数值作比较运算，当两者相同时，单片计算机104通过机床控制系统端口105将判断结果传输给机床控制系统控制移动工作台左行至所述设定磨削区间移动工作台左极限位置时变换移动方向。第二按键14的工作过程类同第一按键16。

当LED显示模块107显示所述移动工作台的当前位置信息为砂轮位于修整区间中用户要设定的左极限移动工作台位置数值时，按下第三按键12，此时，单片计算机104存储移动工作台的当前位置信息，即设定修整区间移动工作台左极限位置信息；在砂轮在修整时，编码器端口102接收移动工作台的位置信号并传输给信号处理模块103，信号处理模块103处理所述移动工作台的位置信号，判断移动工作台的运动方向，当移动工作台的运动方向为左时，单片计算机104对当前的移动工作台位置数值与所述设定的移动工作台左极限位置数值作比较运算，当两者相同时，单片计算机104通过机床控制系统端口105将判断结果传输给机床控制系统控制移动工作台左行至所述设定修整区间移动工作台左极限位置时变换移动方向。第四按键11的工作过程类同第三按键12。

接近开关端口101接收到外接接近开关检测到的移动工作台位置数值参考点的信号，并将其传输给单片计算机104，单片计算机104对移动工作台位置数值进行清零，当接近开关端口101接收不到移动工作台位置数值参考点的信号时，单片计算机104对移动工作台位置数值进行累加或累减运算。

参见图3，是本发明实施例2提供的一种磨床工作台行程控制系统中液压缸驱动的移动工作台的示意结构图。

所述磨床工作台行程控制系统包括实施例1中所述的磨床工作台行程控制装置、机床控制系统和液压缸驱动的移动工作台4，移动工作台安4和砂轮修整刀2安装于机床上，

移动工作台4上固定设置有感应块6，所述机床上设置有接近开关5，接近开关5电连接接近开关端口101，感应块6靠近接近开关5，触发接近开关5的移动工作台位置数值参考点信号；

编码器端口102电连接一旋转编码器，旋转编码器的转轴连接有齿轮8，齿轮8与固定安装在移动工作台4上的齿条7啮合连接，齿条7沿移动工作台4的直线运动方向设置；

第五按键15通过单片计算机104控制所述机床控制系统使得移动工作台4左行，第六按13键通过单片计算机104控制所述机床控制系统使得移动工作台4右行。

所述旋转编码器为增量式旋转编码器9，输出的互差90°相角的两相信号，用以区分移动工作台4是左移或右移。

本实施例中，机床控制系统控制移动工作台4移动时，带动固定于移动工作台4上的砂轮3、齿条7、液压油缸10的活塞杆17移动，通过齿轮8带动增量式旋转编码器9旋转，增量式旋转编码器9输出的互差90°相角的两相信号，通过编码器端口102送入信号处理模块103及其外围元件组成的电路，由上述电路对输入移动工作台4位置信号进行四倍频处理，以提高工作台定位精度，根据两相信号的相位先后，判断移动工作台4是左移或右移，进而控制单片计算机104对移动工作台4当前位置数值作累加或累减运算。

本实施例中的信号处理模块103为逻辑门集成电路。

接近开关5为移动工作台4起点检测元件，以确立移动工作台4位置数值的参考点。当移动工作台4行至右尽头时，固定在其上的的感应块6进入接近开关5的感应区，接近开关5便通过接近开关端口101向单片计算机104发出移动工作台4起点信号，此时单片计算机104将移动工作台4当前位置数值清零；当移动工作台4左行使感应块6离开接近开关5，单片计算机104才对移动工作台4当前位置数值进行运算。

参见图4，本发明实施例3提供一种磨床工作台行程控制系统实现的行程控制方法的流程示意图。该磨床工作台行程控制系统实现的行程控制方法在实施例2的基础上，包括如下步骤：

S1、开关模块106控制所述机床控制系统使得移动工作台4左行或右行；

该步骤中，按下第五按键15或第六按键13，单片计算机104判断移动工作台4的运动方向，并将判断结果通过机床控制系统端口105传输给机床控制系统控制移动工作台4左行或右行。

S2、移动工作台4行至其上的感应块6进入接近开关5的感应区，接近开关通过接近开关端口101向单片计算机104发出移动工作台4的起点信号；

该步骤中，当移动工作台4行至右尽头时，固定在其上的的感应块6进入接近开关5的感应区，接近开关5便通过接近开关端口101向单片计算机104发出移动工作台4起点信号，此时单片计算机104将移动工作台4当前位置数值清零，以确立移动工作台4位置数值的参考点；当移动工作台4左行使感应块6离开接近开关5，单片计算机104才对移动工作台4当前位置数值进行运算。

S3、在工件磨削区间的左右极限位置数值时，和/或在砂轮修整区间的左右极限位置数值时，开关模块106触发单片计算机104分别记录当前移动工作台的位置信息；

该步骤中，当LED显示模块107显示移动工作台4的当前位置信息为砂轮位于磨削区间中用户要设定的左极限移动工作台位置数值或右极限移动工作台位置数值时，对应按下第一按键16或第二按键14，此时，单片计算机104存储移动工作台4的当前位置信息，即设定磨削区间移动工作台左右极限位置信息；

当LED显示模块107显示移动工作台4的当前位置信息为砂轮位于修整区间中用户要设定的左极限移动工作台位置数值或右极限移动工作台位置数值时，对应按下第三按键12或第四按键11，此时，单片计算机104存储移动工作台的当前位置信息，即设定修整区间移动工作台左右极限位置信息；

S4、机床工作时，单片计算机104不断对移动工作台4的当前位置数值分别与记录的所述工件磨削区间的左右极限位置数值，和/或在砂轮修整区间的左右极限位置数值作比较运算，运算结果通过机床控制系统端口105输出给所述机床控制系统控制移动工作台4变换移动方向。

在工件在磨削时，增量式旋转编码器9输出的互差90°相角的两相信号，通过编码器端口XS3送入信号处理模块及其外围元件组成的电路，信号处理模块处理所述移动工作台的位置信号，判断移动工作台的运动方向，当移动工作台的运动方向为左时，单片计算机104对当前的移动工作台位置数值与所述设定的移动工作台左极限位置数值作比较运算，当两者相同时，单片计算机104通过机床控制系统端口105将判断结果传输给机床控制系统控制移动工作台4左行至所述设定磨削区间移动工作台左极限位置时变换移动方向；移动工作台4右行至所述设定磨削区间移动工作台右极限位置时变换移动方向的工作过程同上。

在砂轮在修整时，所述编码器端口102接收移动工作台4的位置信号并传输给信号处理模块103，信号处理模块103处理移动工作台4的位置信号，判断移动工作台4的运动方向，当移动工作台4的运动方向为左时，单片计算机104对当前的移动工作台位置数值与所述设定的移动工作台左极限位置数值作比较运算，当两者相同时，单片计算机104通过机床控制系统端口105将判断结果传输给机床控制系统控制移动工作台4左行至所述设定修整区间移动工作台左极限位置时变换移动方向；移动工作台4右行至所述设定修整区间移动工作台右极限位置时变换移动方向的工作过程同上。

在另一个实施例中，可以仅存在移动工作台4左行至所述设定磨削区间移动工作台左极限位置时变换移动方向的工作过程，和移动工作台4右行至所述设定磨削区间移动工作台右极限位置时变换移动方向的工作过程。

上述磨床工作台行程控制系统实现的行程控制方法也可以理解为，通过手动第五按键15或手动第六按键13使得移动工作台4左行或右行，手动控制移动工作台4分别行至以上四个极限位置点，然后按下对应的按键，该极限位置点的数值便储存到单片计算机104内的EEPROM中。

机床工作时，单片计算机104不断对移动工作台4当前位置数值与上述的四个极限位置数值比较运算，运算结果通过机床控制系统端口105送至机床控制系统，实现对移动工作台4的换向或变速控制以及机床其它机构的控制。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。