一种数控往复式垂直度磨床的控制系统的制作方法

1.本发明涉及磨床设备技术领域，具体涉及一种数控往复式垂直度磨床的控制系统。


背景技术：

2.随着工业水平的迅猛发展，人们对工件的加工越来越精细，传统的磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。大多数的数控磨床是使用高速旋转的砂轮进行磨削加工，少数的是使用油石、砂带等其他磨具和游离磨料进行加工。
3.当需要对工件的两端同时进行打磨时，通常需要将工件从夹具拆卸翻转后再进行安装，以使砂轮对工件另一端进行打磨，这种操作方式无疑降低了工件在磨床上的打磨效率，难以满足日益提高的生产加工需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种数控往复式垂直度磨床的控制系统，解决以下技术问题：
5.当需要对工件的两端同时进行打磨时，通常需要将工件从夹具拆卸翻转后再进行安装，以使砂轮对工件另一端进行打磨，这种操作方式无疑降低了工件在磨床上的打磨效率，难以满足日益提高的生产加工需求。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种数控往复式垂直度磨床的控制系统，包括驱动单元、控制系统单元、监控单元以及报警单元；
8.驱动单元包括磨头模块、工件定位模块、磨头进给模块以及往复送料模块；磨头模块相对布设在机架两侧，用于从两个方向对工件进行打磨处理；工件定位模块布设在两侧磨头模块一侧，用于将待打磨工件压紧固定；
9.其中，所述磨头模块滑动布设在磨头进给模块表面，所述磨头进给模块用于带动磨头模块在机架上方移动以实现位置调节；
10.控制系统单元包括显示屏、操作面板以及伺服控制系统，伺服控制系统与驱动单元连接，用于控制所述磨头模块、工件定位模块、磨头进给模块以及往复送料模块的伺服驱动装置；
11.监控单元用于对于设备正常运行时各伺服驱动装置进行监测；
12.报警单元包括报警器，用于根据监控单元对伺服驱动装置的判定结果判断是否进行报警。
13.优选的，所述显示屏模块与操作面板进行信息交互，显示内容包括运行界面、调试界面、系统设置、输入监控以及输出监控。
14.优选的，伺服控制系统用于接收操作面板的控制指令，并根据输入的相应控制参数控制所述磨头模块模块、工件定位模块模块、磨头进给模块模块以及往复送料模块模块。
15.优选的，监控单元包括定点采集端，所述定点采集端用于对设备内部伺服驱动装置运行的数据进行采集，
16.其中，采集的数据包括外部机壳发热数值p。
17.优选的，伺服驱动装置包括第一电机模块模块模块、第二电机模块模块模块、侧夹紧气缸模块模块模块以及上夹紧气缸模块模块模块。
18.优选的，监控单元还包括数据处理端，所述数据处理端用于对定点采集端所采集的数据进行处理，计算出伺服驱动装置是否为发热风险设备；
19.其中，数据处理端还包括数据库，所述数据库用于储存伺服驱动装置的基本信息，基本信息包括工作温度区间[a,b]以及维护区间[a，b]。
[0020]
优选的，数据处理端用于将采集到的伺服驱动装置外部机壳发热数值p与所述工作温度区间[a,b]进行比对，若则判定该伺服驱动装置为正常设备；
[0021]
若则判定该伺服驱动装置为风险设备。
[0022]
优选的，数据处理端还用于获取伺服驱动装置的实时温度随时间t的变化曲线，得出所述曲线的实时斜率k，根据所述实时斜率得出实时温度变化速率v，当k》0，且实时温度变化速率v超出预设阈值时，该伺服驱动装置过热的预警时间为：
[0023]
优选的，报警单元还包括处理模块，所述处理模块用于根据获得的故障值gz对故障点进行巡查检修；
[0024]
计算各伺服驱动装置的故障值gz，采用计算公式
[0025]
其中μ为误差校准因子，取值为0.95，a1、a2、a3为权重因子，取值由操作人员进行设定。
[0026]
优选的，当计算所得的故障值gz不属于且小于维护区间[a，b]的下限值时，判定该伺服驱动装置运行正常，不需要巡检维护；
[0027]
当计算所得的故障值gz属于维护区间[a，b]时，打开报警器进行预警工作，同时对故障点进行巡查检修；
[0028]
当计算所得的故障值gz不属于且大于维护区间[a，b]的上限值时，开报警器进行预警工作，同时对该伺服驱动装置进行更换。
[0029]
本发明的有益效果：
[0030]
现有技术虽然能够实现对伺服驱动装置状态的实时监测，但是只有在管理系统发现设备出现异常情况之后，才会向维修人员发送设备故障信息，具有较大的监管滞后性，伺服驱动装置无法得到及时的维修，导致伺服驱动装置出现不可恢复性的损坏；本发明通过实时监测伺服驱动装置的温度情况，获取伺服驱动装置实时温度随时间变化的曲线，从而得到伺服驱动装置的实时温度增加速度或者实时温度降低速度，根据实时速度，推算伺服驱动装置超过工作温度区间的预警时间以进行预警和处理，以便于保证设备正常运行。
附图说明
[0031]
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0032]
图1是本发明数控往复式垂直度磨床的控制系统的流程示意图；
[0033]
图2是本发明数控往复式垂直度磨床的控制系统的结构示意图；
[0034]
图3是本发明数控往复式垂直度磨床的控制系统中磨头进给模块的结构示意图；
[0035]
图4是本发明数控往复式垂直度磨床的控制系统中第二电机的结构示意图；
[0036]
图5是本发明数控往复式垂直度磨床的控制系统中工件定位模块的结构示意图；
[0037]
图6是本发明数控往复式垂直度磨床的控制系统中进给油缸的结构示意图。
[0038]
图中：1、机架；2、磨头模块；3、磨头进给模块；4、工件定位模块；5、往复送料模块；6、显示屏；201、第一电机；202、皮带；203、皮带轮；204、主轴箱；205、砂轮；206、圆芯板；207、磨头固定底座；301、第二电机；302、磨头进给底座；303、丝杆；304、丝杆螺母；401、工件定位底座；402、侧夹紧气缸；403、上夹紧气缸；404、l型驱动板；405、第一压紧端头；406、l型定位板；407、第三凸起端；408、定位杆；409、第一凸起端；410、第二凸起端；411、第二压紧端头；412、支板；501、送料底座；502、进给油缸；601、操作面板。
具体实施方式
[0039]
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
实施例1
[0041]
请参阅图1-图3，本发明为一种数控往复式垂直度磨床的控制系统，包括驱动单元、控制系统单元、监控单元以及报警单元；
[0042]
驱动单元包括磨头模块2、工件定位模块4、磨头进给模块3以及往复送料模块5；磨头模块2相对布设在机架1两侧，用于从两个方向对工件进行打磨处理；工件定位模块4布设在两侧磨头模块2一侧，用于将待打磨工件压紧固定；
[0043]
其中，所述磨头模块2滑动布设在磨头进给模块3表面，所述磨头进给模块3用于带动磨头模块2在机架1上方移动以实现位置调节；
[0044]
控制系统单元包括显示屏6、操作面板601以及伺服控制系统，所述操作面板用于对设备各工艺参数设定，并显示各设定数据；
[0045]
所述显示屏6与操作面板进行信息交互，显示内容包括运行界面、调试界面、系统设置、输入监控以及输出监控，以进行画面的切换；
[0046]
伺服控制系统与驱动单元连接，用于控制所述磨头模块2、工件定位模块4、磨头进给模块3以及往复送料模块5的伺服驱动装置，以接收操作面板的控制指令，并根据输入的相应控制参数控制所述磨头模块2、工件定位模块4、磨头进给模块3以及往复送料模块5；
[0047]
所述工件定位模块4滑动布设在往复送料模块5表面，所述往复送料模块5用于带动工件定位模块4往复移动以实现对工件的往复全方位打磨；在实际生产加工过程中，将待打磨工件经工件定位模块4压紧固定后，通过往复送料模块5带动工件定位模块4移动，使得工件刚好处于两侧磨头模块2中间，磨头进给模块3带动磨头模块2朝向工件的方向移动，与
此同时，启动磨头模块2对工件进行打磨处理；
[0048]
打磨模块包括主轴箱204，所述主轴箱204顶部安装第一电机201，主轴箱204内转动布设转轴，转轴一端通过皮带202以及皮带轮203与第一电机201输出端传动连接，另一端贯穿主轴箱204与用于安装砂轮205的圆芯板206固定连接；在对工件进行打磨时，启动第一电机201，所述第一电机201输出端在转动的过程中通过皮带轮203以及皮带202带动转轴转动，转轴转动的同时通过圆芯板206带动砂轮205转动以实现对工件的打磨；
[0049]
请参阅图4，磨头进给模块3包括磨头进给底座302，所述主轴箱204底部固定安装磨头固定底座207，磨头进给底座302内设置有用于带动磨头固定底座207往复移动的推动机构；
[0050]
推动机构包括安装在磨头进给底座302一侧的第二电机301，第二电机301输出端与转动布设在磨头进给底座302内的丝杆303固定连接，丝杆303表面螺纹连接布设有丝杆螺母304，丝杆螺母304与磨头固定底座207固定连接，在调整磨头模块2的相对位置时，启动第二电机301，第二电机301带动丝杆303转动，丝杆螺母304在丝杆303表面移动的过程中通过磨头固定底座207带动主轴箱204移动，进而实现对磨头模块2的位置调节，本发明中的推动机构不仅限于本实施例中的丝杆传动机构，还可以采用电动伸缩杆以及液压缸等驱动机构，只要能够实现带动主轴箱204直线移动即可；
[0051]
请参阅图5，工件定位模块4包括工件定位底座401，所述工件定位底座401端部设有用于对工件进行承载的l型定位板406，所述l型定位板406上方设置有用于对工件竖向进行固定的第一压紧端头405，l型定位板406一侧还设置有用于对工件侧向进行固定的第二压紧端头411，第一压紧端头405以及第二压紧端头411分别与用于带动其朝向工件方向移动的第一驱动件以及第二驱动件连接，在实际操作过程中，将工件置于l型定位板406内进行初步固定，工件两侧边分别与l型定位板406抵接，而后通过第一驱动件以及第二驱动件分别带动第一压紧端头405以及第二压紧端头411朝向工件方向移动，进而在相对的两个侧边对工件进行抵接和压紧，避免工件在打磨的过程中移动，稳定性更高；
[0052]
请参阅图6，第一驱动件包括上夹紧气缸403以及l型驱动板404，上夹紧气缸403与工件定位底座401安装方向构成一定倾斜角，倾斜角的范围在30
°‑
90
°
，l型驱动板404侧边底部通过支板412与工件定位底座401转动连接，l型驱动板404侧边顶部与上夹紧气缸403转动连接，l型驱动板404另一侧边末端与第一压紧端头405固定连接，启动上夹紧气缸403，上夹紧气缸403通过推动l型驱动板404侧边顶部带动支板412绕着与工件定位底座401的连接端转动，进而使得l型驱动板404另一侧边带动第一压紧端头405对工件在竖向压紧固定；
[0053]
第二驱动件包括侧夹紧气缸402以及定位杆408，定位杆408同侧依次设置有第一凸起端409、第二凸起端410以及第三凸起端407，所述第一凸起端409与侧夹紧气缸402的伸缩杆铰接，第二凸起端410与工件定位底座401端部铰接，第三凸起端407与第二压紧端头411铰接，启动侧夹紧气缸402，侧夹紧气缸402通过推动第一凸起端409带动定位杆408绕着第二凸起端410与工件定位底座401的铰接端转动，进而使得定位杆408的第三凸起端407带动第二压紧端头411朝向工件的方向移动，实现对工件在侧向压紧固定；
[0054]
往复送料模块5包括送料底座501，送料底座501底部设置有进给油缸502，所述进给油缸502输出端与工件定位底座401固定连接；
[0055]
其中，运行界面包括：
[0056]
机械坐标：以左侧磨头模块2初始位置为坐标0，磨头模块2向右移动的实际距离显示磨头模块2坐标值；
[0057]
以右侧磨头模块2初始位置为坐标0，磨头模块2向左移动的实际距离显示磨头模块2坐标值；
[0058]
加工位置：点击加工位置按钮，设定当前位置为加工位置，加工坐标归零，以便于对两侧磨头模块2的距离调整时，能够直观的看出累计调整距离；
[0059]
周期显示：用于显示加工一个产品的时间；
[0060]
一次加工数量：用于设定一次加工的产品数量；
[0061]
一天生产产量：用于统计一天生产的产量，电机产量清零按钮，对该产量清零。
[0062]
累计生产产量：用于统计累计生产的产量，电机累计清零按钮，对该产量清零。
[0063]
监控单元用于对于设备正常运行时各伺服驱动装置进行监测，监控单元包括定点采集端，所述定点采集端用于对设备内部伺服驱动装置运行的数据进行采集，其中，采集的数据包括外部机壳发热数值p；
[0064]
伺服驱动装置包括第一电机201、第二电机301、侧夹紧气缸402以及上夹紧气缸403；
[0065]
数据处理端，所述数据处理端用于对定点采集端所采集的数据进行处理，计算出伺服驱动装置是否为发热风险设备，其中，数据处理端还包括数据库，所述数据库用于储存伺服驱动装置的基本信息，基本信息包括工作温度区间[a,b]以及维护区间[a，b]；
[0066]
其中，数据处理端用于将采集到的伺服驱动装置外部机壳发热数值p与所述工作温度区间[a,b]进行比对，若则判定该伺服驱动装置为正常设备；
[0067]
若则判定该伺服驱动装置为风险设备；
[0068]
报警单元包括报警器，用于根据监控单元对伺服驱动装置的判定结果判断是否进行报警；
[0069]
数据处理端还用于获取伺服驱动装置的实时温度随时间t的变化曲线，得出所述曲线的实时斜率k，根据所述实时斜率得出实时温度变化速率v，当k》0，且实时温度变化速率v超出预设阈值时，该伺服驱动装置过热的预警时间为：
[0070]
现有技术虽然能够实现对伺服驱动装置状态的实时监测，但是只有在管理系统发现设备出现异常情况之后，才会向维修人员发送设备故障信息，具有较大的监管滞后性，伺服驱动装置无法得到及时的维修，导致伺服驱动装置出现不可恢复性的损坏；
[0071]
本发明通过实时监测伺服驱动装置的温度情况，获取伺服驱动装置实时温度随时间变化的曲线，从而得到伺服驱动装置的实时温度增加速度或者实时温度降低速度，根据实时速度，推算伺服驱动装置超过工作温度区间的预警时间；
[0072]
数据处理端还用于计算各伺服驱动装置的故障值gz，采用计算公式
[0073]
其中μ为误差校准因子，取值为0.95，a1、a2、a3为权重因子，取值由操作人员进行
设定；
[0074]
报警单元还包括处理模块，所述处理模块用于根据获得的故障值gz对故障点进行巡查检修：
[0075]
当计算所得的故障值gz不属于且小于维护区间[a，b]的下限值时，判定该伺服驱动装置运行正常，不需要巡检维护；
[0076]
当计算所得的故障值gz属于维护区间[a，b]时，打开报警器进行预警工作，同时对故障点进行巡查检修；
[0077]
当计算所得的故障值gz不属于且大于维护区间[a，b]的上限值时，开报警器进行预警工作，同时对该伺服驱动装置进行更换。
[0078]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0079]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0080]
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。