一种光学变倍cnc磨床及控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及加工工件的磨削设备，特别涉及一种光学变倍CNC磨床及控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前，现有的CNC磨床具有以下缺点:1、传统光学磨线工具磨床通过操作者手动改变各缸回路的流量及流向来控制各缸的位移及运动方向，使两油缸的油保持一定的比例关系，从而使磨架上的磨头获得相应的曲线轨迹。加工精度及效率都非常低。2、经数控改造过的光学工具磨床并不是全闭环控制，加工精度不稳定，机械加工中的误差得不到补偿。
3、光学工具磨床为卧式，装夹工件时，操作员需走到侧面进行装夹，影响工作效率。
[0003]现有的工件加工机床光学投影设备，虽备有20倍镜头和50倍镜头，但存在以下缺陷:1、当20倍镜头需换成50倍镜头时，需把20倍镜头顺着牙孔拆下来，再把50倍镜头装上去才可以使用，不方便操作，操作时灰尘易掉入光学系统，影响光路清晰度。2、当加工两头大小不一样的零件时，透射光无法保证清晰度，加工精度也得不到保障。3、上下异形及工件需加工斜度时，加工不方便。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种切削精度高、方便调节、可变放大倍数的光学变倍CNC磨床。
[0005]为解决现有技术的上述缺陷，本发明提供的技术方案是:一种光学变倍CNC磨床，包括加工机台，所述加工机台上设有XY轴调整平台和用于装夹工件的UV工作台，XY轴调整平台和UV工作台分别装有位置变化反馈的光学尺，所述XY轴调整平台上设有可调整前后、左右位置的三角度调整装置，所述加工机台后侧设有后支架，所述后支架上设有可变放大倍数的光学变倍投影装置，所述加工机台正对所述光学变倍投影装置的下方设有透射光源，所述UV工作台上设有永磁磁台工件安装座，所述永磁磁台工件安装座位于所述光学变倍投影装置和透射光源之间，所述三角度调整装置上设有切削装置，切削装置上设有上下行程刻度尺。
[0006]作为本发明光学变倍CNC磨床的一种改进，所述XY轴调整平台上设有X轴和Y轴、用于控制X轴转动的X轴伺服马达、用于控制Y轴转动的Y轴伺服马达，所述三角度调整装置受所述X轴伺服马达和Y轴伺服马达驱动作前后、左右移动。
[0007]作为本发明光学变倍CNC磨床的一种改进，所述UV工作台上设有U轴和V轴、用于控制U轴转动的U轴伺服马达、用于控制V轴转动的V轴伺服马达，所述UV工作台受所述U轴伺服马达和V轴伺服马达驱动作前后、左右移动。
[0008]作为本发明光学变倍CNC磨床的一种改进，所述三角度调整装置包括底座，所述底座上设有铸件A，所述铸件A上设有通过该铸件A调节水平圆周角位移位置、并可脱开连接和锁紧连接的铸件B，所述铸件B上设有由该铸件B调节两侧圆周角位移位置、并可脱开连接和锁紧连接的铸件C，所述铸件C上设有可调节上下圆周角位移位置的铸件D，所述铸件C与所述铸件D可脱开连接和锁紧连接。
[0009]作为本发明光学变倍CNC磨床的一种改进，所述铸件A的上平面为向下凹陷的弧形面，所述弧形面的中部设有一齿条安装孔，所述齿条安装孔的一侧壁设有一齿条，所述齿条上啮合有一小齿轮，所述小齿轮的轮轴上端设有一伞齿轮，所述伞齿轮的一侧连接有一水平调角度杆，所述弧形面的两端分别设有一弧形槽，两个所述弧形槽内均设有可转动一定角度、用于锁紧或松开铸件A和铸件B的第一锁紧杆；
用搬手让水平调角度杆作顺时针和逆时针转动，90度安装配对的伞齿轮将水平调角度杆的旋转运动转换为小齿轮的旋转运动，小齿轮与齿条的咬合运动将带动铸件B在铸件A作圆周角位移；
手动旋转两个所述第一锁紧杆顺时针旋动时，会将铸件B和铸件A锁紧在一起，手动旋转两个所述第一锁紧杆逆时针旋动时，会将铸件B和铸件A松开；
所述铸件B的上平面为一内凹弧形面，与铸件C的弧形面相吻合，所述铸件B的上弧形面中部设有一通孔，所述通孔内穿设有一丝杆，所述丝杆上设有一万向节，所述铸件B的上弧形面两端均设有一倒T形槽，两个所述倒T形槽内均设有一 T形头，两个所述T形头由第二锁紧杆连接；
用搬手让所述丝杆作顺时针和逆时针转动，当所述丝杆顺时针旋动时，万向节将所述丝杆的旋转运动转为直线运动，带动铸件C向一个方向作圆周角位移，所述丝杆逆时针旋动时，铸件C向另一个方向作圆周角位移，手动旋转第二锁紧杆、顺时针旋时，将铸件C和铸件B锁紧在一起，手动旋转第二锁紧杆、逆时针旋时，将铸件C和铸件B松开；
所述铸件D的中心位置设有一涡轮、与所述涡轮啮合的蜗杆，所述铸件D的一侧设有多个用于锁紧铸件D和铸件C的第三锁紧杆，所述铸件D的另一侧设有切削装置；
所述铸件D实行上下方向弧形摆角度时，用搬手让蜗杆作顺时针和逆时针转动，蜗杆顺时针旋动时，铸件D上的蜗轮受力，带动铸件D往上方向作圆周角位移，蜗杆逆时针旋动时，铸件D往下方向作圆周角位移；手动旋转第三锁紧杆，顺时针旋动时，将铸件D和铸件C锁紧在一起，逆时针旋动第三锁紧杆时将松开铸件D和铸件C。
[0010]作为本发明光学变倍CNC磨床的一种改进，所述光学变倍投影装置包括密封的投影箱，所述投影箱的前侧设有投影屏幕，所述投影箱内设有四道反射影像组件和用于放大反射影像、并可以相互切换放大倍数的50倍放大镜组和20倍放大镜组，所述四道反射影像组件最后一道反射的影像经过50倍放大组或20倍放大镜组放大后，再经第四道反光镜反射，将加工工件的正像逆时针旋转90度的影像照射向投影屏幕。
[0011]作为本发明光学变倍CNC磨床的一种改进，所述四道反射影像组件包括第一镜筒和第二镜筒，所述第一镜筒呈垂直状态，所述第二镜筒呈水平状态，所述第二镜筒的后端照射入口设有呈45°倾斜向下的第一道反光镜，所述第二镜筒的前端照射出口设有45°倾斜向下的第二道反光镜和与第二道反光镜成复合角度的第三道反光镜，所述投影箱的后侧设有用于反射第三道反光镜反射影像至投影屏幕的第四道反光镜；
所述透射光源位于所述第一镜筒的正下方，加工工件位于所述透射光源与所述第一镜筒之间；
所述透射光源照射工件后，影像进入第一镜筒，第一镜筒将影像转为平行光照射在第一道反射镜上，根据光的反射原理，影像将变成工件的反像顺时针旋转45度照射向第二镜筒，第二镜筒将影像转为平行光照射向第二道反光镜，经第二道反光镜反射，工件的影像将变成正像逆时针旋转90度的影像反射向第三道反光镜，第三道反光镜将影像反射为反像逆时针旋转90度后的影像，反射向20倍放大镜组或50倍放大镜组，20倍放大镜组或50倍放大镜组将影像放大后照射向第四道反光镜，第四道反光镜将影像转换为正像逆时针旋转90度的影像照射向投影屏幕上显示。
[0012]作为本发明光学变倍CNC磨床的一种改进，还包括落射光源和落射光源反光板，所述落射光源反光板设置在所述第一镜筒正上方，所述落射光源的落射光经落射反光板反射，至上而下反射到工件的上表面上，工件表面的成型反射经四道反射影像组件反射和20倍放大镜组或50倍放大镜组后，再经第四道反光镜反射到投影屏幕上。
[0013]本发明的另一目的是提供一种光学变倍CNC磨床的控制系统，包括NC控制单元、用于储存加工程序、加工记录的存储单元，用于显示NC控制单元处理结果的LCD显示单元，用于键入加工程序的MDI单元，用于接收NC控制单元输出指令的AC伺服放大器，用于执行NC控制单元输出指令的传动装置，用于反馈并放大传动装置处理结果的光学变倍投影装置；
所述传动装置包括XY工作台、UV工作台、三角度调整装置和切削装置，XY工作台为X轴伺服马达和Y轴伺服马达依NC控制单元给出的命令进行快速位移和直线插补运动和圆弧插补运动，或依手摇脉冲发生器进行手动操作位移，X轴的运动方向为前后，Y轴的运动方向为左右；
UV工作台为U轴伺服马达和V轴伺服马达依NC控制单元给出的命令进行快速位移，或依手摇脉冲发生器进行手动操作位移，U轴具有与X、Y轴进行三轴联动位移插补的功能，UV工作台上装设有磁台，磁台上吸附工件进行加工，U轴的运动方向为前后，V轴的运动方向为左右，光学尺将切削装置的运动位置变化实时的以电信号反馈给AC驱动放大器。
[0014]本发明还提供一种光学变倍CNC磨床的控制方法，包括以下步骤:
Α)根据加工工件的需要，可以对XY工作台上的三角度调整装置进行三个方向的角度调整，可以对工件进行多方向斜度加工；
B)将已刻画工件的20倍或50倍图胶片夹紧在投影屏幕上，以供参考；
C)将被加工工件装夹在UV工作台的磁台上，通过人工操作UV轴手摇脉冲发生器给伺服电机发出指令，移动UV工作台位置以及升降UV工作台高度，调整合适的工件位置及高度，以达到工件外形的放大影像与倍图图形完全吻合；
D)用MDI键盘人工编写一组加工程序并存储，或将已转换为G代码的程序导入到存储单元，以备调用；
Ε)开启切削装置，电主轴沿上下方向上下往复运动，通过自身的高速转动，将带动砂轮可对工件进行旋转切削加工；
F)通过人工操作，移动XY工作台，砂轮切削试磨工件，找到G代码程序或人工编写程序的原点，即程序零点；
G)调用G代码程序给NC控制单元并启动程序，NC控制单元依程序及机台设定的刀具补偿，对程序进行运算和补偿，以快速定位，直线插补，圆弧插补的方式给AC驱动放大