一种多形变铸件修磨加工方法与流程

文档序号:11076397阅读:1076来源:国知局
一种多形变铸件修磨加工方法与制造工艺

本发明涉及一种铸件修磨方法。



背景技术:

在许多工业领域,特别是在管件加工行业,较近代的弯管或弯头管件加工制造方法一般是采用模具挤压成形技术,其成形的核心工艺是利用预成型芯模导引被挤压拟成形弯管工件,使之在加热条件下,随着受挤压推进而弯曲成形,而这个预成型芯模就是一种高温合金材料浇铸预成型芯胎模具。这种浇铸预成型模具由于其硬度高,在其毛坯浇铸成形脱模后,整形加工工艺难度也巨大。现有工艺是由经验丰富的技师手工打磨。靠着坚毅的耐力、敏锐的观察力、细微的触感和过硬的操作功底,来完成对工件的的打磨、修形。工艺耗时漫长且工件尺寸、精度等的一致性难以保证。另一方面,这样的老工匠已面临后继无人的困境,且培训、招募新人已不现实。这就亟待研发一种多形变铸件修磨方法,已解决当前该类多形变铸件修磨工艺耗时漫长且工件尺寸、精度等的一致性难以保证的问题。



技术实现要素:

为解决当前该类多形变铸件修磨工艺耗时漫长且工件尺寸、精度等的一致性难以保证的问题,本发明提供一种多形变铸件修磨加工方法。通过运用多形变铸件修磨加工装置及其软件来实现。打磨子系统喷淋部令喷淋开启→打磨子系统砂轮部令砂轮开启→进入直棒与弯曲过渡段打磨过程→判断砂轮工况→进入弯曲段打磨过程→判断砂轮工况→判断弯曲段轴线半径变换点到达情况;依弯曲段打磨过程子步骤运行过程、路径与顺序,即根据有关参数给出各有关给定数据,决定各有关给定信号。其中每一弯曲段打磨过程循环完成,即执行中断,检测、判断砂轮磨损超限情况,若超限,即停止打磨;判断弯曲段轴线半径变换点到达情况,若到达,则变换各有关变量;判断弯曲段轴线半径终点角度到达情况,若到达,说明全部打磨工艺完成,即停止打磨→令砂轮关停→令喷淋关停→机构复位。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

通过运行多形变铸件修磨加工装置及其系统软件来实现。

多形变铸件修磨加工装置的进给部机构A执行所夹持工件B的以水平进给位移量ho、垂直进给位移量vo进给的任务;进给部机构A夹持部按工件B的规格,配有一号工件卡口①、二号工件卡口②、三号工件卡口③和四号工件卡口④;多形变铸件修磨加工装置的加工部机构C执行以摆仰角度bo、旋摆角度ro修磨工件B的任务;水平进给位移量ho、垂直进给位移量vo和摆仰角度bo均以箭头标注正向;旋摆角度ro以逆时针箭头标注正向;砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G按砂轮边沿柱侧面紧实接触工件弯曲段凸面的最小打磨推进量计算,可根据工件号和所选砂轮规格确定;第一弯曲段轴心线圆心O1作为进给动点,通过水平进给初始位参考值H0和垂直进给初始位参考值V0测度,相对加工自由度基准直角坐标系原点O,依据工件结构视图,可分别以基准直角坐标系横轴x和基准直角坐标系纵轴y的坐标值,计算确定水平进给位移量ho和垂直进给位移量vo的初始给定值;依据工件结构视图,相对加工自由度基准直角坐标系原点O和基准直角坐标系纵轴y,利用砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G、砂轮半径RG、加工进深H、加工摆长R,和第一弯曲段轴心线圆心O1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴心线圆心O2相对直角坐标系xOy的进给值,可计算确定摆仰角度bo、旋摆角度ro的给定值和程序给定值;进而,计算确定水平进给位移量ho和垂直进给位移量vo的后续给定值。

工件直棒段为直棒段长度U,直棒段直径Φ1的等径圆柱形颈杆,其左端为20°锥形预留焊接面;从工件右端开始以第一弯曲段轴心线圆心O1为圆心,以第一弯曲段轴线半径R1下转40°过渡下弯;再在40°线上,以第一弯曲段轴心线圆心O1为起点,距第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO处,取第二弯曲段轴心线圆心O2,再以第二弯曲段轴心线圆心O2为圆心,以第二弯曲段轴线半径R2下转30°下弯;从工件右端开始,圆柱体从颈部直径Φ1向口部直径Φ2等比例渐粗;工件结构视图的形状、结构线及其参数是工件加工程序语句编制的依据,这样的加工程序将以程序指令、变量操作、控制多形变铸件修磨加工装置的运行。

水平进给位移量ho的初始位为机座进给部的右侧面与进给部水平动体的左侧面重合;垂直进给位移量vo的初始位为进给部水平动体的顶面与进给部垂直动体的顶面重合。圈摆仰轴结构中心处于加工自由度基准直角坐标系原点O。摆仰角的0°即初始位为圈摆体轴线处于水平位,即与基准直角坐标系横轴x重合;摆仰角度bo无负向自由度。旋摆角ro的0°,即初始位为旋盘上砂轮电动机的轴心处于最下位,即旋盘轴心与砂轮电动机轴心的连线垂直于水平面。进给初始位为第一弯曲段轴心线圆心O1处于x=H0,y=V0坐标位;圈、盘初始位为摆仰角度bo=0°,旋摆角度ro=0°位。

第一步.以工件序号No、砂轮半径RG、加工摆长R和口部直径Φ2决定工件弯曲段的外轮廓,也就是决定所需盘旋摆的旋摆角度ro目标,即决定旋摆给定数据,进而决定旋摆给定信号rR

第二步.以工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、水平进给初始位参考值H0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G和加工进深H决定所需水平进给,即决定水平进给给定数据,进而决定水平进给给定信号hR。以工件序号No、垂直进给初始位参考值V0、加工摆长R和第一弯曲段轴线半径R1决定所需垂直进给,即决定垂直进给给定数据,进而决定垂直进给给定信号vR。水平进给ho和垂直进给vo使得第一弯曲段轴心线圆心O1处于x=H和y=RS。摆仰角度bo、旋摆角度ro、水平进给位移量ho和垂直进给位移量vo这四个自由度的合运动,使得砂轮绕开工件弯曲段,继而砂轮后内边沿接近工件直棒段卡夹剩余长度UW末端⊿G柱侧面的垂直投影立面,并砂轮中心点重合至工件轴线前外投影线,即初始进给到位。

第三步.打磨子系统的喷淋部令喷淋开启。

第四步.打磨子系统的砂轮部令砂轮开启。

第五步.进入直棒与弯曲过渡段打磨过程。

第六步.判断砂轮工况,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RI-⊿RG;若磨损超限,即RI≤Rm,则跳转到第十一步。

第七步.进入弯曲段打磨过程:

第八步.判断砂轮工况,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RI-⊿RG;若磨损超限,即RI≤Rm,则跳转到第十一步。

第九步.判断弯曲段轴线半径变换点到达情况,若摆仰角度bo≥40°,则将水平进给参考值变量HI赋值为HI=H0-0.6428R0,则将垂直进给参考值变量VI赋值为VI=V0-0.766R0,摆仰角斜边变量RS赋值为RS=R+R2

第十步.依弯曲段打磨过程的子步骤运行过程、路径与顺序,多形变铸件修磨系统的加工程序同时根据No、L、LW、R1、R2、Φ1、Φ2、⊿G和⊿Φ,给出水平进给给定数据、垂直进给给定数据、摆仰角给定数据、旋摆角给定数据、摆仰程序给定数据和旋摆程序给定数据,也就是决定水平进给给定信号hR、垂直进给给定信号vR、摆仰角给定信号bR、旋摆角给定信号rR、摆仰程序给定信号bP和旋摆程序给定信号rP。其中的每一弯曲段打磨过程循环完成后,即执行中断,用以:检测、判断砂轮磨损超限情况,若超限,即停止打磨;判断弯曲段轴线半径变换点到达情况,若到达,则变换水平进给参考值变量HI、垂直进给参考值变量VI和摆仰角斜边变量RS;判断弯曲段轴线半径终点角度到达情况,若到达,说明全部打磨工艺完成,即停止打磨。

第十一步.令砂轮关停。

第十二步.令喷淋关停。

第十三步.进给子系统的水平进给部根据工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、水平进给初始位参考值H0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G和加工进深H参数,按x=H0,即ho=0的控制目标,计算给出的水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,执行水平方向进给复位;同时,打磨子系统的圈摆仰部按摆仰角的0°的控制目标,计算给出的摆仰角给定信号bR,经摆仰角信号检测变换环节Trb转换得到的摆仰角度反馈信号bf反馈和圈摆仰控制系统的闭环处理,执行圈摆仰的参数控制复位。

第十四步.进给复位到第一弯曲段轴心线圆心O1处于x=H0,y=V0坐标位;圈、盘复位到摆仰角度bo=0°,旋摆角度ro=0°位。

最后,人工停机。

本发明的有益效果是:所提供的方法可使得当前该类多形变铸件修磨工艺耗时漫长且工件尺寸、精度等的一致性难以保证的问题得以解决,并能适合多规格工件的修磨。所述方法完全替代了人工修磨过程,从而规避了人的情绪因素对工件修磨工艺及其质量的影响。所述装置结构简捷、紧凑,容易利用标准零部件制造、生产。系统以紧凑、简洁的结构实现了四个自由度的修磨运行,其控制系统结构简单,易于调整。整体易于批量生产;系统维护、维修简便易行。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明涉及的一个工件结构视图。

图2是本发明涉及的多形变铸件修磨加工装配视图。

图3是多形变铸件修磨加工装置主视图。

图4是多形变铸件修磨加工装置俯视图。

图5是多形变铸件修磨加工装置俯视图的A-A向剖视图。

图6是多形变铸件修磨加工装置的工件卡装部右侧视图。

图7是多形变铸件修磨加工装置的工件卡装部主视图。

图8是多形变铸件修磨加工装置的进给部右侧视图。

图9是多形变铸件修磨加工装置的进给部右侧视图的B-B向剖视图。

图10是多形变铸件修磨加工装置的进给部俯视图。

图11是多形变铸件修磨加工装置机座的进给部右侧视图。

图12是多形变铸件修磨加工装置机座进给部右侧视图的C-C向剖视图。

图13是多形变铸件修磨加工装置的打磨部左上侧视图。

图14是多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的D-D向剖视图。

图15是多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的E-E向剖视图。

图16是多形变铸件修磨加工装置的机座打磨部主视图。

图17是多形变铸件修磨加工装置机座打磨部(带局部剖视)左视图。

图18是多形变铸件修磨加工装置机座打磨部左视图的F-F向剖视图。

图19是多形变铸件修磨加工装置水平进给控制液压系统示意图。

图20是多形变铸件修磨加工水平进给控制系统框图。

图21是多形变铸件修磨加工垂直进给控制系统框图。

图22是多形变铸件修磨加工圈摆仰控制系统框图。

图23是多形变铸件修磨加工盘旋摆控制系统框图。

图24是多形变铸件修磨加工装置系统软件结构图。

图25是多形变铸件修磨加工装置系统软件总体流程图。

图26是工件直棒与弯曲过渡段打磨过程流程图。

图27是工件弯曲段打磨过程流程图。

图28是直棒与弯曲过渡段第一个1/4周环子打磨过程流程图。

图29是直棒与弯曲过渡段第二个1/4周环子打磨过程流程图。

图30是直棒与弯曲过渡段第三个1/4周环子打磨过程流程图。

图31是直棒与弯曲过渡段第四个1/4周环子打磨过程流程图。

图32是弯曲段第一个1/4周环打磨子过程流程图。

图33是弯曲段第二个1/4周环打磨子过程流程图。

图34是弯曲段第三个1/4周环打磨子过程流程图。

图35是弯曲段第四个1/4周环打磨子过程流程图。

在图1、2、29~21中:U为直棒段长度,Φ1为颈部直径,Φ2为口部直径,O1为第一弯曲段轴心线圆心,RO为第一弯曲段与第二弯曲段圆心距,O2为第二弯曲段轴心线圆心,R1为第一弯曲段轴线半径,R2为第二弯曲段轴线半径。

在图2、29中:A为进给部机构,B为工件,C为加工部机构。UW为直棒段卡夹剩余长度,V0为垂直进给初始位参考值,H0为水平进给初始位参考值,①为一号工件卡口,②为二号工件卡口,③为三号工件卡口,④为四号工件卡口,ho为水平进给位移量,vo为垂直进给位移量,⊿G为砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量,bo为摆仰角度,ro为旋摆角度,O为加工自由度基准直角坐标系原点,x为基准直角坐标系横轴,y为基准直角坐标系纵轴,RG为砂轮半径,H为加工进深,R为加工摆长。

在图3中:1.液压缸,2.机座进给部,3.活塞杆,4.进给部伸缩电缆,5.进给部水平动体,6.进给部垂直动体,7.机座,8.机座加工部,9.砂轮电动机,10.摆仰杆,11.摆仰驱动部,12.加工部基体,13.悬臂,14.圈摆仰轴结构,15.加工部伸缩电缆,16.圈摆体,17.喷淋管,18.砂轮。

在图4中:19.喷淋伸缩管,20.防护板,21.旋摆驱动部,22.燕尾凸肩部,23.水平动体燕尾滑槽,24.垂直进给位移位移传感器,25.垂直进给涡轮驱动机构,26.驱动机构室,27.液压控制机构,28.凸肩啮合部,29.卡夹动瓣,30.排液口。

在图5~19中:31.活塞,32.旋盘轴承机构,33.滑移室,34.滑移体,35.限位槽,36.卡夹位,37.盘圈啮合部,38.旋盘。

在图6~19中:36.1.一号静瓣卡口,36.2.二号静瓣卡口,36.3.三号静瓣卡口,36.4.四号静瓣卡口。

在图7~19中:22.1.垂直进给传动齿条,39.夹紧调节结构。

在图8~24中:25.1.涡轮驱动电机,40.垂直进给位移传感传动卡销。

在图9~19中:41.水平进给位移传感传动卡口。

在图11~19中:42.水平进给位移传感传动卡销。

在图12中:43.水平进给位移传感器。

在图13中:14.1.圈摆仰轴。

在图13、14中:44.砂轮边沿传感器。

在图14、15中:16.1.旋摆角位移传感器,45.砂轮部电缆。

在图15中:46.加工部电缆束,47.盘旋摆驱动电机,48.圈摆仰传动齿条,49.圈摆仰角位移传感传动卡口。

在图16~18中:14.2.圈摆仰轴承。

在图17~19中:50.圈摆仰传动齿轮,51.圈摆仰传动齿条伸缩腔。

在图18、19中:52.圈摆仰驱动电机,53.圈摆仰驱动室,54.摆仰角位移传感器,55.圈摆仰角位移传感传动卡销。

在图19中:56.左液压管,57.右液压管,27.1.阀套,27.2.阀芯,27.3.伺服阀驱动器,58.安全阀,59.高压管,60加压泵,61.高压压力开关,62.回液管,p为正向电磁线圈接线端,n为负向电磁线圈接线端,G为控制电路接地端,TQ为加压泵驱动线端子。

在图20中:h为水平进给控制信号,ESP为控制电路工作电源正极端,ESN为控制电路工作电源负极端,Rh1为输入耦合电阻,Rh2为反馈分压电阻,Ah为运算放大器,Rhf为反馈电阻,Rh3为驱动输入耦合电阻,Rh4为正向偏置电阻,Rh5为反向偏置电阻,LChP为正向隔离光耦,Rh6为正向信号分压电阻,Rh7为反向信号分压电阻,LChN为反向隔离光耦,DhP为正向隔离二极管,DhN为反向隔离二极管,QhP为正向MOSFET器件,QhN为反向MOSFET器件,EP为驱动电路工作电源正极端,EN为驱动电路工作电源负极端,LP为正向电磁线圈等效电感,LN为反向电磁线圈等效电感。

在图24、25中:63.电磁阀,64.补压泵,65.常压压力开关,66.自来水管,67.泄压阀,68.送水管,w为喷淋操作信号,TW为补压泵驱动线端子。

在图20中:KC为总控开关,Sv为垂直驱动断路器,Sb为摆仰驱动断路器,Sr为旋摆驱动断路器,Sg为砂轮操作断路器,SU为电源组断路器,vD为垂直进给驱动信号,bD为摆仰驱动信号,rD为旋摆驱动信号,g为砂轮操作信号,Drv为涡轮驱动电机驱动器,Drb为圈摆仰驱动电机驱动器,Drr为盘旋摆驱动电机驱动器,Kg为砂轮电动机信号操作开关,UPS为计算机工作电源组,Mv为垂直进给执行环节,Mb为摆仰执行环节,Mr为旋摆执行环节,ICC为工控计算机,USB为USB5V电压电源线,PG为工控机信号线。

在图20~23中:hR为水平进给给定信号,为比较器,⊿h为水平进给偏差信号,Ch为水平进给控制计算环节,AEh为前置放大环节,hD为水平进给驱动信号,Dh为驱动执行环节,hV为阀芯位移量,AV为液压放大环节,q为压力液流量,AP为液压执行环节,Trh为水平进给信号检测变换环节,hf为水平进给反馈信号。

在图21中:vR为垂直进给给定信号,⊿v为垂直进给偏差信号,Cv为垂直进给控制计算环节,v为垂直进给控制信号,AEv为垂直进给放大环节,Trv为垂直进给信号检测变换环节,vf为垂直进给反馈信号。

在图22、23中:bP为摆仰程序给定信号,CbP为摆仰程序控制计算环节,b1为摆仰程序控制信号,bR为摆仰角给定信号,⊿b为摆仰角偏差信号,Cb为摆仰参数控制计算环节,b2为摆仰参数控制信号,⊕为加法器,b为摆仰控制信号,Ab为摆仰信号放大环节,Trb为摆仰信号检测变换环节,bf为摆仰角度反馈信号。

在图23中:rP为旋摆程序给定信号,CrP为旋摆程序控制计算环节,r1为旋摆程序控制信号,rR为旋摆角给定信号,⊿r为旋摆偏差信号,Cr为旋摆参数控制计算环节,r2为旋摆参数控制信号,r为旋摆控制信号,Ar为旋摆信号放大环节,Trr为旋摆信号检测变换环节,rf为盘旋摆角度反馈信号。

在图24~29中:No为工件序号,Rm为砂轮极限剩余半径,rG为砂轮半径反馈信号,TC为打磨环1/4周期,⊿T为控制周期;HI为水平进给参考值变量,VI为垂直进给参考值变量,hI为水平进给量变量,vI为垂直进给量变量,bI为摆仰角度变量,rI为旋摆角度变量,T为打磨时间变量,⊿RG为砂轮磨损变量,⊿Φ为弯曲段直径扩张量变量,RI为砂轮半径变量,RW为工件半径变量,RS为摆仰角斜边变量,vh为水平进给速度变量,vv为垂直进给速度变量,vr为旋摆角速度变量。

在图25~35中:A为第一局部变量,B为第二局部变量。

具体实施方式

在图1所示的本发明涉及的一个工件结构视图中:工件直棒段为直棒段长度U,直棒段直径Φ1的等径圆柱形颈杆,其左端为20°锥形预留焊接面;从工件右端开始以第一弯曲段轴心线圆心O1为圆心,以第一弯曲段轴线半径R1下转40°过渡下弯;再在40°线上,以第一弯曲段轴心线圆心O1为起点,距第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO处,取第二弯曲段轴心线圆心O2,再以第二弯曲段轴心线圆心O2为圆心,以第二弯曲段轴线半径R2下转30°下弯;从工件右端开始,圆柱体从颈部直径Φ1向口部直径Φ2等比例渐粗。工件结构视图的形状、结构线及其参数是工件加工程序语句编制的依据,这样的加工程序将以程序指令、变量操作、控制多形变铸件修磨加工装置的运行。

在图2所示的本发明涉及的多形变铸件修磨加工装配视图中:多形变铸件修磨加工装置由进给部、加工部和基座部构成。多形变铸件修磨加工装置的进给部机构A执行所夹持工件B的以水平进给位移量ho、垂直进给位移量vo进给的任务。进给部机构A夹持部按工件B的规格,配有一号工件卡口①、二号工件卡口②、三号工件卡口③和四号工件卡口④。多形变铸件修磨加工装置的加工部机构C执行以摆仰角度bo、旋摆角度ro修磨工件B的任务。水平进给位移量ho、垂直进给位移量vo和摆仰角度bo均以箭头标注正向;旋摆角度ro以逆时针箭头标注正向。砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G按砂轮边沿柱侧面紧实接触工件弯曲段凸面的最小打磨推进量计算,可根据工件号和所选砂轮规格确定。第一弯曲段轴心线圆心O1作为进给动点,通过水平进给初始位参考值H0和垂直进给初始位参考值V0测度,相对加工自由度基准直角坐标系原点O,依据工件结构视图,可分别以基准直角坐标系横轴x和基准直角坐标系纵轴y的坐标值,计算确定水平进给位移量ho和垂直进给位移量vo的初始给定值。依据工件结构视图,相对加工自由度基准直角坐标系原点O和基准直角坐标系纵轴y,利用砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G、砂轮半径RG、加工进深H、加工摆长R,和第一弯曲段轴心线圆心O1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴心线圆心O2相对直角坐标系xOy的进给值,可计算确定摆仰角度bo、旋摆角度ro的给定值和程序给定值;进而,计算确定水平进给位移量ho和垂直进给位移量vo的后续给定值。

在图3所示的多形变铸件修磨加工装置主视图、图4所示的多形变铸件修磨加工装置俯视图和图5多形变铸件修磨加工装置俯视图的A-A向剖视图中:

多形变铸件修磨加工装置的进给部包括液压缸1、活塞杆3、进给部伸缩电缆4、进给部水平动体5、进给部垂直动体6。基座部包括机座进给部2、机座7、机座加工部8、摆仰驱动部11和加工部基体12。加工部包括砂轮电动机9、摆仰杆10、悬臂13、圈摆仰轴结构14、加工部伸缩电缆15、圈摆体16、喷淋管17和砂轮18。

液压缸1装配于机座进给部2左上部;活塞杆3右伸,且右端紧固连接进给部水平动体5。在液压缸1后侧的机座进给部2左上面,紧贴装配有液压控制机构27。进给部伸缩电缆4从活塞杆3下方引入进给部水平动体5。进给部水平动体5右贴进给部垂直动体6,且其右侧面与进给部垂直动体6的左侧面纵向滑动配合。机座进给部2装配于机座7的左端;机座加工部8装配于机座7的右端;机座加工部8的右端向上延伸出摆仰驱动部11和加工部基体12。加工部基体12顶部前后侧向左延伸出悬臂13。悬臂13的左端以圈摆仰轴结构14装配圈摆体16。圈摆体16的下端向右下延伸出摆仰杆10;摆仰杆10的右部伸入摆仰驱动部11。圈摆体16上装配有砂轮电动机9、加工部伸缩电缆15、喷淋管17和砂轮18;砂轮18由砂轮电动机9同轴带动。加工部伸缩电缆15为旋摆驱动部21中驱动电机的驱动电缆,其右下段穿过基座,引入、连接到电控系统。

在机座进给部2左上部,液压缸1的后侧,紧贴液压缸1和机座进给部2装配有液压控制机构27。与活塞31固接为一体的活塞杆3右伸,且右端紧固连接进给部水平动体5。进给部伸缩电缆4从活塞杆3下方后位引入进给部水平动体5。在进给部水平动体5上,与进给部垂直动体6滑动配合的右侧面,铣有水平动体燕尾滑槽23;水平动体燕尾滑槽23的左底面上部,贴装有垂直进给位移位移传感器24。在进给部水平动体5的中心部,挖有驱动机构室26;驱动机构室26装配有垂直进给涡轮驱动机构25。在垂直动体6上,与进给部水平动体5滑动配合的左侧面,铣有燕尾凸肩部22;燕尾凸肩部22楔入水平动体燕尾滑槽23并与之构成纵向滑动配合。在垂直动体6的右前侧,挖有用以装嵌卡夹动瓣29的卡夹位36;卡夹动瓣29的上、下、左侧面与卡夹位36的上、下、左内侧面构成滑动配合;卡夹动瓣29的后侧面和卡夹位36的前内侧构成卡夹工作面;垂直动体6通过卡夹动瓣29与卡夹位36的配合、调节来卡夹各型工件。在机座进给部2右上部,留有供进给部水平动体5左右平移的限位槽35;限位槽35的底部向左制成供滑移体34左右滑移的滑移室33。

机座进给部2、机座7与机座加工部8的连接,构成基座主体。

机座加工部8的右端向上延伸出摆仰驱动部11和加工部基体12。加工部基体12顶部前后侧向左延伸出悬臂13。悬臂13的左端以圈摆仰轴结构14装配圈摆体16。圈摆体16为圆环形结构,环内套装旋盘38;圈摆体16通过旋盘轴承机构32与旋盘38构成切向滚滑动配合;圈摆体16的上部制成旋摆驱动部21;旋摆驱动部21通过盘圈啮合部37,带动旋盘38在圈摆体16内旋转。旋盘38的左上面为加工工作面,配有用以覆盖整个旋盘38和旋盘轴承机构32的防护板20。旋盘38的上中位穿套有喷淋管17;喷淋管17的左部向下弯曲,管口以喷嘴朝向砂轮18;喷淋管17的右端接有喷淋伸缩管19;通过喷淋伸缩管19,喷淋管17贯通、引入、连接到喷淋操作执行系统。旋盘38的下中位装配有装配并带动砂轮18的砂轮电动机9。圈摆体16的下端向右下延伸出圆弧形摆仰杆10;摆仰杆10的右部伸入摆仰驱动部11。机座加工部8装配于机座7的右端;机座加工部8的左部制成盆形结构,其左前角制有排液口30。

在图6所示的是多形变铸件修磨加工装置的工件卡装部右侧视图和图7所示的多形变铸件修磨加工装置的工件卡装部主视图中:卡夹动瓣29为长方体柱形结构,其上、下、左侧面对应卡夹位36的上、下、左内侧面,构成滑动配合。对应卡夹位36工作面的一号静瓣卡口36.1、二号静瓣卡口36.2、三号静瓣卡口36.3和四号静瓣卡口36.4,卡夹动瓣29的工作面也铣有对应序号动瓣卡口。卡夹动瓣29与卡夹位36通过夹紧调节结构39来装配和调节工作面间隙,进而实现对拟加工序号工件的装持、夹紧、放卸操作。燕尾凸肩部22左侧制成垂直进给传动齿条22.1,以与垂直进给涡轮驱动机构25滑动配合。

在图8所示的多形变铸件修磨加工装置的进给部右侧视图、图9所示的多形变铸件修磨加工装置的进给部右侧视图的B-B向剖视图和图10所示的多形变铸件修磨加工装置的进给部俯视图中:在进给部水平动体5与进给部垂直动体6滑动配合的右侧面,铣有水平动体燕尾滑槽23;水平动体燕尾滑槽23的左底面上部,贴装有直线型的垂直进给位移传感器24;垂直进给位移传感器24的中位,制有垂直进给位移传感传动卡销40。在进给部水平动体5的中心部,挖有驱动机构室26;驱动机构室26的上部装配有垂直进给涡轮驱动机构25,下部装配有同轴驱动垂直进给涡轮驱动机构25的涡轮驱动电机25.1。活塞杆3的右端紧固连接进给部水平动体5的左面中位。进给部伸缩电缆4从活塞杆3下方引入进给部水平动体5,进而穿过进给部水平动体5左部,接入涡轮驱动电机25.1;涡轮驱动电机25.1为交流永磁伺服电机。滑移体34为进给部水平动体5的延伸结构;滑移体34的左端上面,挖有水平进给位移传感传动卡口41。

在图11所示的多形变铸件修磨加工装置机座的进给部右侧视图和图12所示的多形变铸件修磨加工装置机座进给部右侧视图的C-C向剖视图中:液压缸1为非对称压力结构,装配于机座进给部2的左上部;活塞杆3与活塞31的右侧面固接为一体,从液压缸1的右端伸出。在液压缸1后侧的机座进给部2左上面,紧贴液压缸1和机座进给部2,装配有液压控制机构27。在活塞杆3下方,进给部伸缩电缆4从液压缸1和液压控制机构27之间引出。在机座进给部2右上部,留有限位槽35;限位槽35的底部,居中向左制成滑移室33。机座进给部2的右侧后部,与机座7连接为一体。

在图8~12所示的多形变铸件修磨加工装置机座进给部视图中:在滑移室33的内上壁中线位,沿中线贴装有直线型的水平进给位移传感器43;水平进给位移传感器43带有的水平进给位移传感传动卡销42,对应水平进给位移传感传动卡口41。

在图13所示的多形变铸件修磨加工装置的打磨部左上侧视图和图14所示的多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的D-D向剖视图中:圈摆体16为圆环形结构,环内同轴套装旋盘38;圈摆体16通过旋盘轴承机构32与旋盘38构成切向滚滑动配合;旋盘38可在圈摆体16内相对圈摆体16同轴旋转。旋盘38盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部37的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构32。旋盘38配合圈的内沿工作面一侧,面对砂轮边沿,左右对称装配一对砂轮边沿传感器44。旋盘38的工作面配有用以覆盖整个旋盘38和旋盘轴承机构32的防护板20。圈摆体16上装配有砂轮电动机9、加工部伸缩电缆15、喷淋管17和砂轮18。穿过旋盘38和防护板20,旋盘38的下中位紧固装配有砂轮电动机9;电动机9轴端紧固装配并同轴带动砂轮18。穿过旋盘38和防护板20,旋盘38的上中位装配有喷淋管17;喷淋管17的管口以喷嘴朝向砂轮18。在旋盘38和防护板20之间,砂轮电动机9的驱动电缆与砂轮边沿传感器44的信号线汇拢,并套为砂轮部电缆45。圈摆体16的圆环外侧,沿横轴对称紧固装配一对圈摆仰轴14.1。圈摆体16的下端延伸出摆仰杆10。在圈摆体16的圈环内沿上部,圈摆体16与防护板20之间,沿圈摆体16的圈环贴装有圆弧线型的旋摆角位移传感器16.1。

在图15所示的多形变铸件修磨加工装置打磨部左上侧视图的E-E向剖视图中:圈摆体16为圆环形结构,环内同轴套装旋盘38;圈摆体16通过旋盘轴承机构32与旋盘38构成切向滚滑动配合。圈摆体16的上部制成旋摆驱动部21;旋摆驱动部21内部装配盘旋摆驱动电机47;盘旋摆驱动电机47为外转子永磁伺服电机,以其外转子带动旋摆驱动部21;旋摆驱动部21的外齿与旋盘38的外齿啮合,构成盘圈啮合部37;通过盘圈啮合部37,旋摆驱动部21带动旋盘38在圈摆体16内相对圈摆体16同轴旋转。盘旋摆驱动电机47的内定子紧固装配于圈摆体16的上部。加工部伸缩电缆15从盘旋摆驱动电机47的外端轴内引出。旋盘38盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部37的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构32。旋盘38的工作面配有用以覆盖整个旋盘38和旋盘轴承机构32的防护板20。圈摆体16上装配有砂轮电动机9、加工部伸缩电缆15、喷淋管17和砂轮18。穿过旋盘38和防护板20,旋盘38的下中位紧固装配有砂轮电动机9;电动机9轴端紧固装配并同轴带动砂轮18。在工作面背侧,喷淋管17与喷淋伸缩管19接续、贯通。穿过旋盘38和防护板20,旋盘38的上中位装配有喷淋管17;喷淋管17的管口以喷嘴朝向砂轮18。在旋盘38和防护板20之间,砂轮部电缆45沿旋盘38的盘面敷向喷淋管17的穿套处,与喷淋管17汇拢,并套穿过为旋盘38盘壁。在工作面背侧,加工部伸缩电缆15与砂轮部电缆45汇拢,并列为加工部电缆束46。圈摆体16的下端延伸出摆仰杆10。摆仰杆10为圆弧形加强筋结构,圆弧外侧铣有圈摆仰传动齿条48;在圆弧内侧的背向工作面一端,铣有圈摆仰角位移传感传动卡口49。在圈摆体16的圈环内沿上部,圈摆体16与防护板20之间,沿圈摆体16的圈环贴装有圆弧线型的旋摆角位移传感器16.1;旋摆角位移传感器16.1的圆弧内侧制有旋摆角位移传感传动卡销,该传动卡销由旋盘38纵轴线顶部的卡槽配合带动。

在图13~15所示的多形变铸件修磨加工装置的打磨部视图中:圈摆体16为圆环形结构,圆环内边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部37的内齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构32。圆环内同轴套装旋盘38;旋盘38盘体沿轴剖面为制有增配合圈的“I”形结构,配合圈的外边沿的工作面背侧制有盘圈啮合部37的外齿,工作面一侧装配旋盘轴承机构32。圈摆体16通过旋盘轴承机构32与旋盘38构成切向滚滑动配合;旋盘38可在圈摆体16内相对圈摆体16同轴旋转。

在图16所示的多形变铸件修磨加工装置的打磨部主视图、图17所示的多形变铸件修磨加工装置机座打磨部(带局部剖视)左视图和图18所示的多形变铸件修磨加工装置机座打磨部左视图的F-F向剖视图中:机座7在机座加工部8的左侧后部与机座加工部8连接为一体。机座加工部8的右端向上延伸出摆仰驱动部11和加工部基体12。加工部基体12顶部前后侧向左延伸出悬臂13。悬臂13的左端装配有圈摆仰轴承14.2。摆仰驱动部11的外主体为三角加强筋结构;摆仰驱动部11的内部挖有圈摆仰传动齿条伸缩腔51和圈摆仰驱动室53。摆仰传动齿条伸缩腔51为圆弧形空腔,圆弧轴心线即为圈摆仰轴承14.2的轴心线,圆弧外端在摆仰驱动部11斜面侧开口;圈摆仰驱动室53位横位轴心线圆柱形空腔,圆柱轴心线与圈摆仰轴承14.2的轴心线平行,圆柱上侧与摆仰传动齿条伸缩腔51贯通。在圈摆仰驱动室53内,同轴装配有带动圈摆仰传动齿轮50的圈摆仰驱动电机52;圈摆仰驱动电机52为外转子交流永磁伺服电机,其两端轴紧固装配于圈摆仰驱动室53的圆柱形两端侧壁上。在摆仰传动齿条伸缩腔51的圆弧内侧壁,贴装有圆弧线型的摆仰角位移传感器54;摆仰角位移传感器54的圆弧外侧制有圈摆仰角位移传感传动卡销55。机座加工部8的上面制成盆形结构,盆形结构背向工作面的一侧与摆仰驱动部11的斜面曲面连接。

在图19所示的多形变铸件修磨加工装置水平进给控制液压系统示意图中:液压缸1的左端贯通连接左液压管56,右端贯通连接右液压管57;左液压管56的另一端与阀套27.1的左输出口连接贯通,右液压管57的另一端与阀套27.1的右输出口连接贯通。圆筒形阀套27.1内套有圆柱形阀芯27.2,并与之轴向滑动配合,构成零开口四通伺服阀。阀芯27.2的一端与伺服阀驱动器27.3动体固接;伺服阀驱动器27.3静体的电磁线圈通过正向电磁线圈接线端p、负向电磁线圈接线端n和控制电路接地端G引出。阀套27.1的左、右输入口贯通连接高压管59;阀套27.1的中位输入口贯通连接回液管62;回液管62的另一端通入压力液容箱。高压管59的另一端贯通连接加压泵60的高压口,并与安全阀58的高压口连接贯通。加压泵60的低压口和安全阀58的低压口均通入压力液容箱。加压泵60由单相交流电动机带动;通过与高压压力开关61的开关接点串联,单相交流电动机的相线驱动线引出到加压泵驱动线端子TQ的相线端;单相交流电动机的零线驱动线直接引出到加压泵驱动线端子TQ的零线端。高压压力开关61的感压管贯接到高压管59。

在图20所示的多形变铸件修磨加工水平进给控制系统框图中:多形变铸件修磨加工水平进给控制系统由比较器水平进给控制计算环节Ch、前置放大环节AEh、驱动执行环节Dh、液压放大环节AV、液压执行环节AP和水平进给信号检测变换环节Trh构成。由加工程序或初始设置计算给出的水平进给给定信号hR,经比较器与水平进给反馈信号hf比较,得出水平进给偏差信号⊿h;在水平进给控制计算环节Ch,水平进给偏差信号⊿h转为水平进给控制信号h;经前置放大环节AEh放大,水平进给控制信号h成为水平进给驱动信号hD;在驱动执行环节Dh,水平进给驱动信号hD转换为阀芯位移量hV,经液压放大环节AV控制、放大,阀芯位移量hV转换为压力液流量q;在液压执行环节AP,压力液流量q转换为水平进给位移量ho;经水平进给信号检测变换环节Trh转换,水平进给位移量ho又成为水平进给反馈信号hf

在图21所示的多形变铸件修磨加工垂直进给控制系统框图中:多形变铸件修磨加工垂直进给控制系统由经比较器垂直进给控制计算环节Cv、垂直进给放大环节AEv、垂直进给执行环节Mv和垂直进给信号检测变换环节Trv构成。由加工程序或初始设置计算给出的垂直进给给定信号vR,经比较器与垂直进给反馈信号vf比较,得出垂直进给偏差信号⊿v;在垂直进给控制计算环节Cv,垂直进给偏差信号⊿v转换为垂直进给控制信号v;经垂直进给放大环节AEv放大,垂直进给控制信号v成为垂直进给驱动信号vD;在垂直进给执行环节Mv,垂直进给驱动信号vD转换为垂直进给位移量vo;经垂直进给信号检测变换环节Trv转换,垂直进给位移量vo又成为垂直进给反馈信号vf

在图22所示的多形变铸件修磨加工圈摆仰控制系统框图中:多形变铸件修磨加工圈摆仰控制系统由比较器摆仰程序控制计算环节CbP、摆仰参数控制计算环节Cb、加法器⊕、摆仰信号放大环节Ab、摆仰执行环节Mb和摆仰信号检测变换环节Trb构成。由加工程序给出的摆仰程序给定信号bP,经摆仰程序控制计算环节CbP处理,成为摆仰程序控制信号b1;同时,由初始设置计算给出的摆仰角给定信号bR,经比较器与摆仰角度反馈信号bf比较,得出摆仰角偏差信号⊿b;经摆仰参数控制计算环节Cb处理,摆仰角偏差信号⊿b成为摆仰参数控制信号b2;摆仰程序控制信号b1和摆仰参数控制信号b2在加法器⊕中相加,得出摆仰控制信号b;经摆仰信号放大环节Ab放大,摆仰控制信号b成为摆仰驱动信号bD;在摆仰执行环节Mb,摆仰驱动信号bD转换为摆仰角度bo;经摆仰信号检测变换环节Trb转换,摆仰角度bo又成为摆仰角度反馈信号bf

在图23所示的多形变铸件修磨加工盘旋摆控制系统框图中:多形变铸件修磨加工盘旋摆控制系统由比较器旋摆程序控制计算环节CrP、旋摆参数控制计算环节Cr、加法器⊕、旋摆信号放大环节Ar、旋摆执行环节Mr、旋摆信号检测变换环节Trr构成。由加工程序给出的旋摆程序给定信号rP,经旋摆程序控制计算环节CrP处理,成为旋摆程序控制信号r1;同时,由初始设置计算给出的旋摆给定信号rR,经比较器与盘旋摆角度反馈信号rf比较,得出旋摆偏差信号⊿r;经旋摆参数控制计算环节Cr处理,旋摆偏差信号⊿r成为旋摆参数控制信号r2;旋摆程序控制信号r1和旋摆参数控制信号r2在加法器⊕中相加,得出旋摆控制信号r;经旋摆信号放大环节Ar放大,旋摆控制信号r成为旋摆驱动信号rD;在旋摆执行环节Mr,旋摆驱动信号rD转换为旋摆角度ro;经旋摆信号检测变换环节Trr转换,旋摆角度ro又成为盘旋摆角度反馈信号rf

在图24所示的多形变铸件修磨加工装置系统软件架构图中:多形变铸件修磨系统软件包括进给子系统和打磨子系统。进给子系统包括水平进给部和垂直进给部。打磨子系统包括砂轮部、圈摆仰部、盘旋摆部和喷淋部。

水平进给部由参数处理、程序处理、数据计算和数据存储模块组成。垂直进给部也由自己的参数处理、程序处理、数据计算和数据存储模块组成。

砂轮部包含数据处理模块。圈摆仰部由参数处理、程序处理、数据计算和数据存储模块组成。盘旋摆部也由自己的参数处理、程序处理、数据计算和数据存储模块组成。

运行时,多形变铸件修磨系统在总体上将拟加工工件结构参数、图纸数据、加工程序、全局变量和局部变量,按水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆自由度进行分解、分配;向水平进给部、垂直进给部、圈摆仰部、盘旋摆部和砂轮部下达对应局部参数、数据、指令;同时接收水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆和砂轮磨损各进程、状态反馈数据;并在总体上同步控制水平进给、垂直进给、圈摆仰、盘旋摆各部数据流和运行节骤。

水平进给部从多形变铸件修磨系统总体接受水平进给局部参数、数据、指令,通过其参数处理、程序处理和数据计算模块的处理、计算,得到水平进给所需水平进给给定数据,再通过数据存储模块存储,并向总体反馈水平进给给定数据:同时通过数据存储模块中数模转换子模块的转换,将水平进给给定数据转换为水平进给给定信号hR,向多形变铸件修磨加工水平进给控制系统送出。

垂直进给部从多形变铸件修磨系统总体接受垂直进给局部参数、数据、指令,通过其参数处理、程序处理和数据计算模块的处理、计算,得到垂直进给所需垂直进给给定数据,再通过数据存储模块存储,并向总体反馈垂直进给各进程数据:同时通过数据存储模块中数模转换子模块的转换,将垂直进给给定数据转换为垂直进给给定信号vR,向多形变铸件修磨加工垂直进给控制系统送出。

圈摆仰部从多形变铸件修磨系统总体接受圈摆仰局部参数、数据、指令,通过其参数处理、程序处理和数据计算模块的处理、计算,得到摆仰所需摆仰程序给定数据和摆仰角给定数据,再通过数据存储模块存储,并向总体反馈圈摆仰各进程数据:同时通过数据存储模块中数模转换子模块的转换,分别将摆仰程序给定数据和摆仰角给定数据转换为摆仰程序给定信号bP和摆仰角给定信号bR,向多形变铸件修磨加工摆仰控制系统送出。

盘旋摆部从多形变铸件修磨系统总体接受盘旋摆局部参数、数据、指令,通过其参数处理、程序处理和数据计算模块的处理、计算,得到旋摆所需旋摆程序给定数据和旋摆给定数据,再通过数据存储模块存储,并向总体反馈盘旋摆各进程数据:同时通过数据存储模块中数模转换子模块的转换,分别将旋摆程序给定数据旋摆角给定数据转换为旋摆程序给定信号rP旋摆角给定信号rR,向多形变铸件修磨加工旋摆控制系统送出。

喷淋部从多形变铸件修磨系统总体接受喷淋运行局部指令,并通过其处理,得到喷淋运行所需喷淋操作信号w指令,操作喷淋开启(w=1)、关停(w=0)。

在图3、4、9、15所示的多形变铸件修磨加工装置结构视图图和图24所示的多形变铸件修磨加工装置系统软件架构图中:砂轮部从多形变铸件修磨系统总体接受砂轮运行局部参数、数据、指令,通过其数据处理模块的处理,得到砂轮运行所需数据和砂轮操作信号g指令,通过高电平(g=1)指令或低电平(g=0)指令,分别操作砂轮电动机9电源开关的通(g=1)或断(g=0),即分别操作砂轮运行的开启或关停:同时通过数据处理模块中模数转换子模块的转换,将砂轮运行状态的砂轮半径反馈信号rG转换为砂轮运行状态的砂轮磨损变量⊿RG,向总体反馈。

在图25所示的多形变铸件修磨加工装置系统软件总体流程图中:

多形变铸件修磨加工装置系统软件总体流程以人工检查、确认工作准备状态(如电、水、压力液、工件卡夹等装备就绪)和程序的机器自检开始;如果确认无误且自检通过,则通过多形变铸件修磨系统的人机界面进行诸如工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、水平进给初始位参考值H0、垂直进给初始位参考值V0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G,砂轮半径RG、砂轮极限剩余半径Rm、加工进深H、加工摆长R、第一弯曲段轴线半径R1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴线半径R2、颈部直径Φ1、口部直径Φ2、打磨环1/4周期TC和控制周期⊿T的参数设置;然后,设置水平进给参考值变量HI、垂直进给参考值变量VI、水平进给量变量hI、垂直进给量变量vI、摆仰角度变量bI、旋摆角度变量rI、弯曲段直径扩张量变量⊿Φ、打磨时间变量T、砂轮磨损变量⊿RG、砂轮半径变量RI、工件半径变量RW、摆仰角斜边变量RS、水平进给速度变量vh、垂直进给速度变量vy、旋摆角速度变量vr及其字长;最后,操作启动,转到Step1,否则停机。

Step1.接到启动指令,按⊿Φ=18⊿G(Φ21)/((4(R11/2)+3(R22/2))π),对弯曲段直径扩张量⊿Φ赋值,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RG-⊿RG,将水平进给参考值变量HI赋值为HI=H0,将垂直进给参考值变量VI赋值为VI=V0,将摆仰角斜边变量RS赋值为RS=R+R1,将工件半径变量RW赋值为RW=Φ1/2。

同时,按摆仰角的0°初始位对摆仰角给定信号bR赋值,按rR=sin-1((Φ2/2+RI)/R)+⊿Φ对旋摆给定信号rR赋值,即控制圈、盘角预备。

Step2.按HI-H对水平进给给定信号hR赋值,按VI-RS对垂直进给给定信号vR赋值,即控制进给到位。

Step3.将喷淋操作信号w赋值为w=1,即喷淋开启。

Step4.将砂轮操作信号g赋值为g=1,即砂轮开启。

Step5.进入直棒与弯曲过渡段打磨过程Proc0:

Step6.判断砂轮工况,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RI-⊿RG;若磨损超限,即RI≤Rm,则跳转到Step10。

Step7.进入弯曲段打磨过程Proc1:

Step8.判断砂轮工况,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RI-⊿RG;若磨损超限,即RI≤Rm,则跳转到Step11。

Step9.判断弯曲段轴线半径变换点到达情况,若摆仰角度bo≥40°,则将水平进给参考值变量HI赋值为HI=H0-0.6428R0,则将垂直进给参考值变量VI赋值为VI=V0-0.766R0,摆仰角斜边变量RS赋值为RS=R+R2

Step10.判断弯曲段轴线半径变换角度到达情况,若摆仰角度bo>70°,则跳转到Step11;否则,以推进量⊿G/2和扩张量⊿Φ/2重复Proc1的过程。

Step11.将砂轮操作信号g赋值为g=0,即砂轮关停。

Step12.将喷淋操作信号w赋值为w=0,即喷淋关停。

Step13.将水平进给给定信号hR赋值为0,将摆仰角给定信号bR赋值为0,即控制水平进给和摆仰角复位。

Step14.将垂直进给给定信号vR赋值为0,将旋摆角给定信号rR赋值为0,即控制垂直进给和盘旋摆角复位。

最后,人工停机。

在图26所示的工件直棒与弯曲过渡段打磨过程流程图中:

Sub-Setp01.将摆仰角给定信号bR和摆仰程序给定信号bP赋值为0,按sin-1((RW+RI)/R)对旋摆角给定信号rR和旋摆程序给定信号bP赋值,即圈、盘控制就位。

Sub-Setp02.按HI-H对水平进给给定信号hR赋值,按VI-RS对水平进给给定信号vR赋值,即控制进给就位;定义第一局部变量A并对其赋值0。

Sub-Setp03.在水平进给量和圈摆仰角镇定下,进入直棒与弯曲过渡段打磨子过程Sub-Proc01;进入直棒与弯曲过渡段打磨子过程Sub-Proc02;进入直棒与弯曲过渡段打磨子过程Sub-Proc03;进入直棒与弯曲过渡段打磨子过程Sub-Proc04。即逐点控制进给,逐点参数、程序控制细旋。直棒与弯曲过渡段一个圆周环侧面推进运行。

在图27所示的工件弯曲段打磨过程流程图中:

Sub-Setp11.按bo=180⊿G/(2πR)对摆仰角给定信号bR和摆仰程序给定信号bP赋值,即控制推进⊿G/2;同时,将工件半径变量RW接续赋值为RW=RW+⊿Φ/4,并按ro=sin-1((RW+RI)/R)对旋摆角给定信号rR和旋摆程序给定信号rP赋值,即控制扩张⊿Φ。

Sub-Setp12.按ho=HI-(RS+RG)sinbo+Hcosbo对水平进给给定信号hR赋值,按vo=VI-(RS+RG)cosbo+Hsinbo对垂直进给给定信号vR赋值,即控制进给就位。对第一局部变量A赋值0,定义第二局部变量B并对其赋值0。

Sub-Setp13.在圈摆仰角镇定下,进入弯曲段打磨子过程Sub-Proc11;进入弯曲段打磨子过程Sub-Proc12;进入弯曲段打磨子过程Sub-Proc13;进入弯曲段打磨子过程Sub-Proc14。即逐点控制进给,逐点参数、程序控制细旋。弯曲段一个圆周环侧面推进运行完成。

在图28所示的直棒与弯曲过渡段第一个1/4周环子打磨过程流程图中:将打磨时间变量T赋值为T=⊿T;01-1.将垂直进给量变量vI赋值为vI=VI-vo,将第一局部变量A赋值为A=RS+RW+RI,将vy赋值为vy=(A-|vI|)/TC,将y赋值为y=RS+vyT,将垂直进给给定信号vR赋值为vR=VI-y;01-2.将旋摆角度变量rI赋值为rI=ro,A赋值为A=sin-1((RW+RI)/R),将vr赋值为vr=-[A-|rI|]/TC,将rI赋值为rI=rI+vrT,将旋摆角给定信号rR和旋摆程序给定信号rP赋值为rI;01-3.将T赋值为T=T+⊿T,若T<TC,则重复01-1~01-3的过程。直棒与弯曲过渡段第一个1/4周环的逐点控制细调运行。

在图29所示的直棒与弯曲过渡段第二个1/4周环子打磨过程流程图中:将T赋值为T=⊿T;02-1.将vI赋值为vI=VI-vo,将A赋值为A=RS+RW+RI,将vy赋值为vy=-(A-|vI|)/TC,将y赋值为y=RS+vyT,将vR赋值为vR=VI-y;02-2.将rI赋值为rI=ro,A赋值为A=sin-1((RW+RI)/R),将vr赋值为vr=-[A-|rI|]/TC,将rI赋值为rI=rI+vrT,将rR和rP赋值为rI;02-2.将T赋值为T=T+⊿T,若T<TC,则重复02-1~02-3的过程。直棒与弯曲过渡段第二个1/4周环的逐点控制细调运行。

在图30所示的直棒与弯曲过渡段第三个1/4周环子打磨过程流程图中:将T赋值为T=⊿T;03-1.将vI赋值为vI=VI-vo,将A赋值为A=RS+RW+RI,将vy赋值为vy=-(A-|vI|)/TC,将y赋值为y=RS+vyT,将vR赋值为vR=VI-y;03-2.将rI赋值为rI=ro,A赋值为A=sin-1((RW+RI)/R),将vr赋值为vr=[A-|rI|]/TC,将rI赋值为rI=rI+vrT,将rR和rP赋值为rI;03-3.将T赋值为T=T+⊿T,若T<TC,则重复03-1~03-3的过程。直棒与弯曲过渡段第三个1/4周环的逐点控制细调运行。

在图31所示的直棒与弯曲过渡段第四个1/4周环子打磨过程流程图中:将T赋值为T=⊿T;04-1.将vI赋值为vI=VI-vo,将A赋值为A=RS+RW+RI,将vy赋值为vy=-(A-|vI|)/TC,将y赋值为y=RS+vyT,将vR赋值为vR=VI-y;04-2.将rI赋值为rI=ro,A赋值为A=sin-1((RW+RI)/R),将vr赋值为vr=[A-|rI|]/TC,将rI赋值为rI=rI+vrT,将rR和rP赋值为rI;04-3.将T赋值为T=T+⊿T,若T<TC,则重复04-1~04-3的过程。直棒与弯曲过渡段第四个1/4周环的逐点控制细调运行。

在图32所示的弯曲段第一个1/4周环打磨子过程流程图中:将T赋值为T=⊿T;11-1.将水平进给量变量hI赋值为hI=HI-ho,将A赋值为A=(RS+RW+RI)sinbo+Hcosbo,将第二局部变量B赋值为B=(RS+RW)sinbo+Hcosbo,将vx赋值为vx=(A-|hI|)/TC,将x赋值为x=B+vxT,将水平进给给定信号hR赋值为hR=HI-x;11-2.vI赋值为vI=VI-vo,将A赋值为A=(RS+RW+RI)cosbo+Hsinbo,将B赋值为B=(RS+RW)cosbo+Hsinbo,将vy赋值为vy=-(A-|vI|)/TC,将y赋值为y=B+vyT,将vR赋值为vR=VI-y;11-3.将rI赋值为rI=ro,A赋值为A=sin-1((RW+RI)/R),将vr赋值为vr=-[A-|rI|]/TC,将rI赋值为rI=rI+vrT,将rR和rP赋值为rI;11-4.将T赋值为T=T+⊿T,若T<TC,则重复11-1~11-4的过程。弯曲段第一个11/4周环的逐点控制细调运行。

在图33所示的弯曲段第二个1/4周环打磨子过程流程图中:将T赋值为T=⊿T;12-1.将hI赋值为hI=HI-ho,将A赋值为A=(RS+RW+RI)sinbo+Hcosbo,将vx赋值为vx=-(A-|hI|)/TC,将x赋值为x=A+vxT,将hR赋值为hR=HI-x;12-2.vI赋值为vI=VI-vo,将A赋值为A=(RS+RW+RI)cosbo+Hsinbo,将vy赋值为vy=-(A-|vI|)/TC,将y赋值为y=A+vyT,将vR赋值为vR=VI-y;12-3.将rI赋值为rI=ro,A赋值为A=sin-1((RW+RI)/R),将vr赋值为vr=-[A-|rI|]/TC,将rI赋值为rI=rI+vrT,将rR和rP赋值为rI;12-4.将T赋值为T=T+⊿T,若T<TC,则重复12-1~12-4的过程。弯曲段第二个1/4周环的逐点控制细调运行。

在图34所示的弯曲段第三个1/4周环打磨子过程流程图中:将T赋值为T=⊿T;13-1.将hI赋值为hI=HI-ho,将A赋值为A=(RS+RW+RI)sinbo+Hcosbo,将B赋值为B=(RS+RW)sinbo+Hcosbo,将vx赋值为vx=-(A-|hI|)/TC,将x赋值为x=B+vxT,将hR赋值为hR=HI-x;13-2.vI赋值为vI=VI-vo,将A赋值为A=(RS+RW+RI)cosbo+Hsinbo,将B赋值为B=(RS+RW)cosbo+Hsinbo,将vy赋值为vy=-(A-|vI|)/TC,将y赋值为y=B+vyT,将vR赋值为vR=VI-y;13-3.将rI赋值为rI=ro,A赋值为A=sin-1((RW+RI)/R),将vr赋值为vr=[A-|rI|]/TC,将rI赋值为rI=rI+vrT,将rR和rP赋值为rI;13-4.将T赋值为T=T+⊿T,若T<TC,则重复13-1~13-4的过程。弯曲段第三个1/4周环的逐点控制细调运行。

在图35所示的弯曲段第四个1/4周环打磨子过程流程图中:将T赋值为T=⊿T;14-1.将hI赋值为hI=HI-ho,将A赋值为A=(RS+RW+RI)sinbo+Hcosbo,将vx赋值为vx=-(A-|hI|)/TC,将x赋值为x=A+vxT,将hR赋值为hR=HI-x;14-2.vI赋值为vI=VI-vo,将A赋值为A=(RS+RW+RI)cosbo+Hsinbo,将vy赋值为vy=(A-|vI|)/TC,将y赋值为y=A+vyT,将vR赋值为vR=VI-y;14-3.将rI赋值为rI=ro,A赋值为A=sin-1((RW+RI)/R),将vr赋值为vr=[A-|rI|]/TC,将rI赋值为rI=rI+vrT,将rR和rP赋值为rI;14-4.将T赋值为T=T+⊿T,若T<TC,则重复14-1~14-4的过程。弯曲段第四个1/4周环的逐点控制细调运行。

在图1所示的本发明涉及的一个工件结构视图、图2所示的本发明涉及的多形变铸件修磨加工装配视图、图3所示的多形变铸件修磨加工装置主视图、图20~23所示的多形变铸件修磨加工控制系统框图、图24所示的多形变铸件修磨加工装置系统软件架构图和图25~29所示的多形变铸件修磨加工装置系统软件流程图中:

多形变铸件修磨加工装置系统软件总体流程以人工检查、确认工作准备状态(如电、水、压力液、工件卡夹等装备就绪)和程序的机器自检开始;如果确认无误且自检通过,则通过多形变铸件修磨系统的人机界面进行参数(如工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、水平进给初始位参考值H0、垂直进给初始位参考值V0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G,砂轮半径RG、砂轮极限剩余半径Rm、加工进深H、加工摆长R、第一弯曲段轴线半径R1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴线半径R2、颈部直径Φ1、口部直径Φ2、打磨环1/4周期TC和控制周期⊿T)设置,并设置水平进给参考值变量HI、垂直进给参考值变量VI、水平进给量变量hI、垂直进给量变量vI、摆仰角度变量bI、旋摆角度变量rI、弯曲段直径扩张量变量⊿Φ、打磨时间变量T、砂轮磨损变量⊿RG、砂轮半径变量RI、工件半径变量RW、摆仰角斜边变量RS、水平进给速度变量vh、垂直进给速度变量vv、旋摆角速度变量vr及其字长;操作启动,转到Step1,否则停机。

——水平进给位移量ho的初始位为机座进给部2的右侧面与进给部水平动体5的左侧面重合;垂直进给位移量vo的初始位为进给部水平动体5的顶面与进给部垂直动体6的顶面重合。圈摆仰轴结构14中心处于加工自由度基准直角坐标系原点O。摆仰角的0°即初始位为圈摆体16轴线处于水平位,即与基准直角坐标系横轴x重合;摆仰角度bo无负向自由度。旋摆角ro的0°,即初始位为旋盘38上砂轮电动机9的轴心处于最下位,即旋盘38轴心与砂轮电动机9轴心的连线垂直于水平面。进给初始位为第一弯曲段轴心线圆心O1处于x=H0,y=V0坐标位;圈、盘初始位为摆仰角度bo=0°,旋摆角度ro=0°位。

Step1.接到启动指令,多形变铸件修磨加工装置系统软件总体按⊿Φ=18⊿G(Φ21)/((4(R11/2)+3(R22/2))π),计算设置弯曲段直径扩张量⊿Φ,并与工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、垂直进给初始位参考值V0、水平进给初始位参考值H0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G、砂轮半径RG、加工进深H、加工摆长R、第一弯曲段轴线半径R1、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距RO、第二弯曲段轴线半径R2、颈部直径Φ1和口部直径Φ2一起作为全局参数。将砂轮半径变量RI赋值为RI=RG-⊿RG,将水平进给参考值变量HI赋值为HI=H0,将垂直进给参考值变量VI赋值为VI=V0,将摆仰角斜边变量RS赋值为RS=R+R1,将工件半径变量RW赋值为RW=Φ1/2。

同时,打磨子系统的圈摆仰部按摆仰角的0°初始位给出的摆仰角给定信号bR,经摆仰角信号检测变换环节Trb转换得到的摆仰角度反馈信号bf反馈和圈摆仰控制系统的闭环处理,执行圈摆仰的初始位调整校准;同时,打磨子系统的盘旋摆部根据工件序号No和口部直径Φ2参数,按ro>sin-1((Φ2/2+RI)/R)的控制目标,计算给出的旋摆给定信号rR,经旋摆信号检测变换环节Trr转换得到的盘旋摆角度反馈信号rf反馈和旋摆角控制系统的闭环处理,执行盘旋摆逆时针粗旋。若圈校准并盘旋摆到位,则转到Step2,否则继续进行圈摆仰初始位调整校准和盘旋摆参数粗旋。

——工件序号No、砂轮半径RG、加工摆长R和口部直径Φ2决定了工件弯曲段的外轮廓,也就决定了所需盘旋摆的旋摆角度ro目标,即决定了旋摆给定数据,进而决定了旋摆给定信号rR

Step2.进给子系统的水平进给部根据工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、水平进给初始位参考值H0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G和加工进深H参数,按x=H,即ho=HI-H的控制目标,计算给出的水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,执行水平方向进给。同时,进给子系统的垂直进给部根据工件序号No、垂直进给初始位参考值V0、砂轮半径RG、加工摆长R、第一弯曲段轴线半径R1和颈部直径Φ1参数,按y=RS,即vo=VI-RS的控制目标,计算给出的垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,进行垂直方向进给。若进给到位,则转到Step3,否则继续执行水平方向进给和垂直方向进给。

——工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、水平进给初始位参考值H0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G和加工进深H决定了所需水平进给,即决定了水平进给给定数据,进而决定了水平进给给定信号hR。工件序号No、垂直进给初始位参考值V0、加工摆长R和第一弯曲段轴线半径R1决定了所需垂直进给,即决定了垂直进给给定数据,进而决定了垂直进给给定信号vR。水平进给ho和垂直进给vo使得第一弯曲段轴心线圆心O1处于x=H和y=RS。摆仰角度bo、旋摆角度ro、水平进给位移量ho和垂直进给位移量vo这四个自由度的合运动,使得砂轮绕开工件弯曲段,继而砂轮后(内)边沿接近工件直棒段卡夹剩余长度UW末端⊿G柱侧面的垂直投影立面,并砂轮中心点重合至工件轴线前(外)投影线,即初始进给到位。

Step3.打磨子系统的喷淋部令喷淋开启。

Step4.打磨子系统的砂轮部令砂轮开启。

Step5.进入直棒与弯曲过渡段打磨过程Proc0:

Proc0.

Sub-Setp01.打磨子系统的圈摆仰部根据上步得到的摆仰角度bo=0参数,按bo=0的程序控制目标,计算给出的摆仰角给定信号bR,和加工程序给出的摆仰程序给定信号bP,经圈摆仰控制系统的闭环处理,进行圈摆仰程序控制细摆镇定。同时,打磨子系统的盘旋摆部根据工件序号No、颈部直径Φ1、砂轮半径RG和加工摆长R参数,按盘旋摆角ro=sin-1((RW+RI)/R)的控制目标,计算给出的旋摆角给定信号rR,经旋摆角信号检测变换环节Trr转换得到的盘旋摆角度反馈信号rf反馈和旋摆角控制系统的闭环处理,进行盘旋摆参数控制细旋。

——圈、盘控制就位。

Sub-Setp02.进给子系统的水平进给部根据上步水平进给位移量ho得到的x=H参数,按x=H,即ho=HI-H的控制目标,计算给出的水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,进行水平方向控制进给镇定。继而,进给子系统的垂直进给部根据上步垂直进给位移量vo得到的y=RS参数,按x=H,即vo=VI-RS的控制目标,计算给出的垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,进行垂直方向控制进给镇定。定义局部变量A并对其赋值0。

——控制进给就位。

Sub-Setp03.进给子系统的垂直进给部根据上步垂直进给位移量vo得到的y=RS参数,将垂直进给量变量vI赋值为vI=VI-vo,按照以vy=(RS+RW+RI-|vI|)/TC的速度,从T=0时的y=RS到T=TC时的y=RS+RW+RI,即vo=VI-RS-RW-RI的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出垂直进给给定数据,进而逐点得到垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,进行垂直方向控制进给;同时,打磨子系统的盘旋摆部根据上步得到的旋摆角ro=sin-1((RW+RI)/R)参数,将旋摆角度变量rI赋值为rI=ro,按照以速度vr=-[sin-1((RW+RI)/R)-|rI|]/TC从T=0时的ro=sin-1((RW+RI)/R)到T=TC时的ro=0的程序控制目标,以⊿T间隔逐点计算,逐点给出旋摆角给定数据,进而给出逐点旋摆角给定信号rR,和加工程序给出的逐点旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,同步进行盘旋摆程序控制细旋。

然后,进给子系统的垂直进给部再根据vo=VI-RS-RW-RI,将垂直进给量变量vI赋值为vI=VI-vo,以vy=-(RS+RW+RI-|vI|)/TC的速度,按照从T=0时的y=RS+RW+RI到T=TC时的y=RS,即vo=VI-RS的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出垂直进给给定数据,进而逐点得到垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,同时进行垂直方向控制进给;同时,打磨子系统的盘旋摆部再以vr=-[sin-1((RW+RI)/R)-|ro|]/TC的速度,按照从T=0时的ro=0到T=TC时的ro=-sin-1((RW+RI)/R)的程序控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出旋摆角给定数据,进而逐点得到旋摆角给定信号rR,和加工程序逐点给出的旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,进行盘旋摆程序控制细旋。

——打磨从工件直棒段卡夹剩余长度UW末端柱侧面的前(外)位开始。砂轮到位,即四个自由度的水平进给ho和垂直进给vo使得砂轮从工件轴线前(外)投影线(x=H,y=R+R1,bo=0,ro=sin-1((Φ1/2+RG)/R))侧面开始向后(内)移,到达工件柱面本步上侧面顶位(ho:x=H,vo:y=R+R11/2,bo=0,ro=0)再向后(内)移,至工件轴线后(内)投影线(x=H,y=R+R1,bo=0,ro=-sin-1((Φ1/2+RG)/R))侧面,使得砂轮下半边沿绕工件轴线按直径Φ=Φ1打磨、爬行过一个上半圆周,即砂轮中心点重合至工件轴线后(内)投影线。第一个上半圆周环侧面打磨推进完成。

然后,进给子系统的垂直进给部根据上步垂直进给位移量vo得到的y=RS参数,将垂直进给量变量vI赋值为vI=VI-vo,按照以vy=-(RS-RW-RI-|vI|)/TC的速度,从T=0时的y=RS到T=TC时的y=RS-RW-RI,即vo=VI-RS+RW+RI的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出垂直进给给定数据,进而逐点得到垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,进行垂直方向控制进给;同时,打磨子系统的盘旋摆部根据上步得到的旋摆角ro=-sin-1((RW+RI)/R)参数,将旋摆角度变量rI赋值为rI=ro,按照以速度vr=[sin-1((RW+RI)/R)-|rI|]/TC从T=0时的ro=-sin-1((RW+RI)/R)到T=TC时的ro=0的程序控制目标,以⊿T间隔逐点计算,逐点给出旋摆角给定数据,进而给出逐点旋摆角给定信号rR,和加工程序给出的逐点旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,同步进行盘旋摆程序控制细旋。

继而,进给子系统的垂直进给部再根据前步的vo=VI-RS+RW+RI,将垂直进给量变量vI赋值为vI=VI-vo,以vy=(RS-RW-RI-|vI|)/TC的速度,按照从T=0时的y=RS-RW-RI到T=TC时的y=RS,即vo=VI-RS的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出垂直进给给定数据,进而逐点得到垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,进行垂直方向控制进给;同时,打磨子系统的盘旋摆部再以vr=[sin-1((RW+RI)/R)-|ro|]/TC的速度,按照从T=0时的ro=0到T=TC时的ro=sin-1((RW+RI)/R)的程序控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出旋摆角给定数据,进而逐点得到旋摆角给定信号rR,和加工程序逐点给出的旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,进行盘旋摆程序控制细旋。

——四个自由度的水平进给ho和垂直进给vo使得砂轮从工件轴线后(内)投影线(x=H,y=R+R1,bo=0,ro=-sin-1((Φ1/2+RG)/R))侧面开始向前(外)移,到达工件柱面本子步下侧面顶位(ho:x=H,vo:y=R+R11/2-RG,bo=0,ro=0)再向前(外)移,至工件轴线前(外)投影线(x=H,y=R+R1,bo=0,ro=sin-1((Φ1/2+RG)/R))侧面,使得砂轮上半边沿绕工件轴线按直径Φ=Φ1打磨、爬行过一个下半圆周,即砂轮中心点重合至工件轴线前(外)投影线。至此,直棒与弯曲过渡段圆周环侧面打磨推进完成。

Step6.判断砂轮工况,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RI-⊿RG;若磨损超限,即RI≤Rm,则跳转到Step11。

Step7.进入弯曲段打磨过程Proc1:

Proc1.

Sub-Setp11.打磨子系统的圈摆仰部根据工件序号No、颈部直径Φ1、砂轮半径RG、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G和加工摆长R参数,按bo=180⊿G/(2πR)的程序控制目标,计算给出的摆仰角给定信号bR,和加工程序给出的摆仰程序给定信号bP,经圈摆仰控制系统的闭环处理,进行圈摆仰程序控制细摆;同时,打磨子系统的盘旋摆部根据同样参数,将工件半径变量RW接续赋值为RW=RW+⊿Φ/4,并按ro=sin-1((RW+RI)/R)的程序控制目标,计算给出的旋摆角给定信号rR,和加工程序给出的旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,进行盘旋摆程序控制细旋。

——二自由度运行使得砂轮边沿前(外)侧留出弯曲段直径扩张量⊿Φ。bo=180⊿G/(2πR),ro=sin-1((Φ1/2+⊿Φ/4+RG-⊿RG)/R);进而设置推进量⊿G/2。

Sub-Setp12.进给子系统的水平进给部根据工件序号No、颈部直径Φ1、砂轮半径RG和上一过程得到的摆仰角度bo参数,按x=(RS+RG)sinbo+Hcosbo,即ho=HI-(RS+RG)sinbo+Hcosbo的控制目标,计算给出的水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,进行水平方向控制进给;同时。进给子系统的垂直进给部按y=(RS+RG)cosbo+Hsinbo,即vo=VI-(RS+RG)cosbo+Hsinbo的控制目标,计算给出的垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,同时进行垂直方向控制进给。

——四自由度运行使得砂轮中心相对工件沿工件轴线后(内)投影线右移⊿G/2弧长(ho:x=Rsinbo+Hcosbo,vo:y=Rcosbo+Hsinbo,bo=180⊿G/(2πR),ro=sin-1((Φ1/2+⊿Φ/4+RG-⊿RG)/R))。

Sub-Setp13.打磨子系统的圈摆仰部根据上步得到的摆仰角度bo=180⊿G/(2πR)参数,按bo=180⊿G/(2πR)的程序控制目标,计算给出的摆仰角给定信号bR,和加工程序给出的摆仰程序给定信号bP,经圈摆仰控制系统的闭环处理,进行圈摆仰程序控制细摆镇定。

同时,进给子系统的水平进给部根据上步水平进给位移量ho得到的x=RSsinbo+Hcosbo参数,按照以速度vx=[(RS+RI+RW)sinbo+Hcosbo-|hI|]/TC从x=RSsinbo+Hcosbo到x=(RS+RI+RW)sinbo+Hcosbo,即ho=HI-(RS+RI+RW)sinbo-Hcosbo的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,进行水平方向控制进给;进给子系统的垂直进给部根据上步垂直进给位移量vo得到的y=RScosbo+Hsinbo参数,按照以速度vy=[(RS+RI+RW)cosbo+Hcosbo-|vI|]/TC从T=0时的y=RScosbo+Hsinbo到T=TC时的y=(RS+RI+RW)cosbo-Hsinbo,即vo=VI-(RS+RI+RW)cosbo+Hsinbo的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,同步进行垂直方向控制进给;打磨子系统的盘旋摆部根据上步得到的旋摆角ro=sin-1((RW+RI)/R)参数,将旋摆角度变量rI赋值为rI=ro,按照以速度vr=-[sin-1((RW+RI)/R)-|rI|]/TC从T=0时的ro=sin-1((RW+RI)/R)到T=TC时的ro=0的程序控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点旋摆角给定信号rR,和加工程序给出的逐点旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,同步进行盘旋摆程序控制细旋。

继而,进给子系统的水平进给部再按照以速度vx=-[(RS+RI+RW)sinbo+Hcosbo-|hI|]/TC从T=0时的x=(RS+RI+RW)sinbo+Hcosbo到T=TC时的x=RSsinbo+Hcosbo,即ho=HI-RSsinbo-Hcosbo的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,进行水平方向控制进给;进给子系统的垂直进给部再按照以速度vy=-[(RS+RI+RW)cosbo+Hcosbo-|vI|]/TC从T=0时的y=(RS+RI+RW)cosbo+Hcosbo到T=TC时的y=RScosbo+Hcosbo,即vo=VI-RScosbo-Hcosbo的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,同时进行垂直方向控制进给;同时,打磨子系统的盘旋摆部再根据上步得到的旋摆角ro=0参数,将旋摆角度变量rI赋值为rI=ro,按照以速度vr=-[sin-1((RW+RI)/R)-|rI|]/TC从T=0时的ro=0到T=TC时的ro=-sin-1((RW+RI)/R)的程序控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点旋摆角给定信号rR,和加工程序给出的逐点旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,进行盘旋摆程序控制细旋。

——砂轮中心从工件轴线前(外)投影线(x=Rsinbo+Hcosbo,y=Rcosbo+Hsinbo,bo=180⊿G/(2πR),ro=sin-1((Φ1/2+⊿Φ/4+RG-⊿RG)/R))侧面开始向上后(内)移,到达工件柱面本子步上侧面顶位(ho:x=(R+RG-⊿RG)sinbo+Hcosbo,vo:y=(R+RG-⊿RG)cosbo+Hsinbo,bo=180⊿G/(2πR),ro=0)再向后(内)下移,至工件轴线后(内)投影线(x=Rsinbo+Hcosbo,y=Rcosbo+Hsinbo,bo=180⊿G/(2πR),ro=-sin-1((Φ1/2+⊿Φ/4+RG-⊿RG)/R))侧面,使得砂轮下半边沿绕工件轴线按直径Φ=Φ1+⊿Φ打磨、爬行过一个上半右圆周,即砂轮中心点重合至工件轴线后(内)投影线。弯曲段第一个上右半圆周环侧面打磨推进完成。

然后,进给子系统的水平进给部根据上步水平进给位移量ho得到的x=RSsinbo+Hcosbo参数,按照以速度vx=-[(RS-RI-RW)sinbo+Hcosbo-|hI|]/TC从x=RSsinbo+Hcosbo到x=(RS-RI-RW)sinbo+Hcosbo,即ho=HI-(RS-RI-RW)sinbo-Hcosbo的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,进行水平方向控制进给;进给子系统的垂直进给部根据上步垂直进给位移量vo得到的y=RScosbo+Hsinbo参数,按照以速度vy=-[(RS-RI-RW)cosbo+Hcosbo-|vI|]/TC从T=0时的y=RScosbo+Hsinbo到T=TC时的y=(RS-RI-RW)cosbo-Hsinbo,即vo=VI-(RS-RI-RW)cosbo+Hsinbo的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,同步进行垂直方向控制进给;打磨子系统的盘旋摆部根据上步得到的旋摆角ro=-sin-1((RW+RI)/R)参数,将旋摆角度变量rI赋值为rI=ro,按照以速度vr=[sin-1((RW+RI)/R)-|rI|]/TC从T=0时的ro=-sin-1((RW+RI)/R)到T=TC时的ro=0的程序控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点旋摆角给定信号rR,和加工程序给出的逐点旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,同步进行盘旋摆程序控制细旋。

继而,进给子系统的水平进给部再按照以速度vx=[(RS-RI-RW)sinbo+Hcosbo-|hI|]/TC从T=0时的x=(RS-RI-RW)sinbo+Hcosbo到T=TC时的x=RSsinbo+Hcosbo,即ho=HI-RSsinbo-Hcosbo的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,进行水平方向控制进给;进给子系统的垂直进给部再按照以速度vy=[(RS-RI-RW)cosbo+Hcosbo-|vI|]/TC从T=0时的y=(RS-RI-RW)cosbo+Hcosbo到T=TC时的y=RScosbo+Hcosbo,即vo=VI-RScosbo-Hcosbo的控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,同时进行垂直方向控制进给;同时,打磨子系统的盘旋摆部再根据上步得到的旋摆角ro=0参数,将旋摆角度变量rI赋值为rI=ro,按照以速度vr=[sin-1((RW+RI)/R)-|rI|]/TC从T=0时的ro=0到T=TC时的ro=sin-1((RW+RI)/R)的程序控制目标,以⊿T间隔逐点计算,给出逐点旋摆角给定信号rR,和加工程序给出的逐点旋摆程序给定信号rP,经旋摆角控制系统的闭环处理,进行盘旋摆程序控制细旋。

——砂轮中心从工件轴线后(内)投影线(x=Rsinbo+Hcosbo,y=Rcosbo+Hsinbo,bo=180⊿G/(2πR),ro=-sin-1((Φ1/2+⊿Φ/4+RG-⊿RG)/R))侧面开始向上前(外)左移,到达工件柱面本子步下左侧面顶位(ho:x=(R+R11/2-⊿Φ/4-RG+⊿RG)sinbo+Hcosbo,vo:y=(R+RG-⊿RG)cosbo+Hsinbo,bo=180⊿G/(2πR),ro=0)再向前(外)上右移,至工件轴线前(外)投影线(x=Rsinbo+Hcosbo,y=Rcosbo+Hsinbo,bo=180⊿G/(2πR),ro=sin-1((Φ1/2+⊿Φ/4+RG-⊿RG)/R))侧面,使得砂轮上半边沿绕工件轴线按直径Φ=Φ1+⊿Φ打磨、爬行过一个下右半圆周,即砂轮中心点重合至工件轴线前(外)投影线。至此,弯曲段一个圆周环侧面打磨推进完成。

Step8.判断砂轮工况,将砂轮半径变量RI赋值为RI=RI-⊿RG;若磨损超限,即RI≤Rm,则跳转到Step11。

Step9.判断弯曲段轴线半径变换点到达情况,若摆仰角度bo≥40°,则将水平进给参考值变量HI赋值为HI=H0-0.6428R0,则将垂直进给参考值变量VI赋值为VI=V0-0.766R0,摆仰角斜边变量RS赋值为RS=R+R2

Step10.判断弯曲段轴线半径终点角度到达情况,若摆仰角度bo>70°,则跳转到Step11;否则,以推进量⊿G/2和扩张量⊿Φ/2重复Proc1的过程。

——依Proc1的子步骤运行过程、路径与顺序,多形变铸件修磨系统的加工程序同时根据No、L、LW、R1、R2、Φ1、Φ2、⊿G和⊿Φ,给出水平进给给定数据、垂直进给给定数据、摆仰角给定数据、旋摆角给定数据、摆仰程序给定数据和旋摆程序给定数据,也就决定了水平进给给定信号hR、垂直进给给定信号vR、摆仰角给定信号bR、旋摆角给定信号rR、摆仰程序给定信号bP和旋摆程序给定信号rP。其中的每一Proc1过程循环完成后,即执行中断,用以:检测、判断砂轮磨损超限情况,若超限,即停止打磨;判断弯曲段轴线半径变换点到达情况,若到达,则变换水平进给参考值变量HI、垂直进给参考值变量VI和摆仰角斜边变量RS;判断弯曲段轴线半径终点角度到达情况,若到达,说明全部打磨工艺完成,即停止打磨。

Step11.令砂轮关停。

Step12.令喷淋关停。

Step13.进给子系统的水平进给部根据工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度UW、水平进给初始位参考值H0、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G和加工进深H参数,按x=H0,即ho=0的控制目标,计算给出的水平进给给定信号hR,经水平进给信号检测变换环节Trh转换得到的水平进给反馈信号hf反馈和水平进给控制系统的闭环处理,执行水平方向进给复位;同时,打磨子系统的圈摆仰部按摆仰角的0°的控制目标,计算给出的摆仰角给定信号bR,经摆仰角信号检测变换环节Trb转换得到的摆仰角度反馈信号bf反馈和圈摆仰控制系统的闭环处理,执行圈摆仰的参数控制复位。

Step14.进给子系统的垂直进给部根据工件序号No、垂直进给初始位参考值V0、砂轮半径RG、加工摆长R、第一弯曲段轴线半径R1和口部直径Φ2、参数,按y=V0,即vo=0的控制目标,计算给出的垂直进给给定信号vR,经垂直进给信号检测变换环节Trv转换得到的垂直进给反馈信号vf反馈和垂直进给控制系统的闭环处理,进行垂直方向进给复位:同时,打磨子系统的盘旋摆部按ro=0的程序控制目标,计算给出旋摆角给定信号rR,经旋摆角控制系统的闭环处理,进行盘旋摆参数控制复位。

——进给复位到第一弯曲段轴心线圆心O1处于x=H0,y=V0坐标位;圈、盘复位到摆仰角度bo=0°,旋摆角度ro=0°位。

最后,人工停机。

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