专利名称：磨床的自动对刀及对刀深度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及磨床、尤其是双端面磨床的对刀装置，具体地说，是一种通过检测驱动砂轮转动的电机的电流变化来识别砂轮与工件是否接触的装置。
背景技术：
目前在磨床中，砂轮对刀通常是手工完成，即通过手动操作，控制砂轮沿着轴向向工件的被磨削面移近直至与工件触接产生火花，操作者靠火花来确认对刀的状态。这种手工对刀不仅消耗时间长、劳动强度大、生产效率低，且操作者稍有不慎常会出现砂轮破碎飞出伤人事故。靠肉眼对火花进行观察，不能保证两个工件的对刀深度一样。
在双端面磨床，参见图4，磨架11、12中分别设置有转轴13、14，在转轴13、14的两端分别连接有皮带轮15和砂轮8、皮带轮16和砂轮9。电机4、6分别通过皮带17、皮带轮15、转轴13和皮带18、皮带轮16、转轴14带动砂轮8、9转动。砂轮8、磨架11、电机4在一电机、传动机构(图中未示出)的带动下，砂轮9、磨架12、电机6在另一电机、另一传动机构(图中未示出)的带动下，均沿着砂轮的轴向(图中的箭头方向)作进给或退出的往复运动。对工件进行双端面磨削时，工件19要先后进行两次手工对刀砂轮8先沿着轴向向工件逼近直至接触工件产生火花、砂轮9再沿着轴向向工件逼近直至接触工件产生火花，两次对刀时间更长、生产效率更低。另外靠肉眼对火花进行观察的手工对刀，不能保证工件两个端面的对刀深度一样，如一个端面的对刀深度是0.010mm，另一个端面的对刀深度是0.015mm时，操作者很难辨认这两个对刀深度不一样所带来的火花的区别；对刀深度不同，导致一个工件的两端面磨削余量也就不相同、不均匀，当然也保证不了磨削表面的粗糙度。
发明内容
本实用新型要解决的就是现有磨床手工对刀带来不安全、磨削精度低、劳动强度大、生产效率低的问题。本实用新型所述磨床的自动对刀及对刀深度控制装置包括电流检测装置1、处理器2、存储数据和程序的存储器3；电流检测装置1的输入端与驱动砂轮8转动的电机4相接以检测通过电机4的电流；处理器2分别与电流检测装置1的输出端、存储器3、驱动砂轮8轴向移动的电机5相接；处理器2根据电流检测装置1检测的通过电机4的电流控制电机5的动作。
本实用新型是根据驱动砂轮8转动的电机4在砂轮8与工件接触后电流会突然增大的原理来确认对刀的。参见图1，其对刀过程电机4带动砂轮8转动，同时电机5带动电机4和砂轮8一起沿砂轮8的轴向向工件移动(逼近)；电流检测装置1把检测到的通过电机4的电流值送到处理器2；处理器2将电流检测装置1检测到的电流值与预先设定的对刀电流值进行比较若前者小于后者，说明砂轮8与工件还未接触，处理器2控制电机5按预先设定的速度值20转动，继续带动电机4和砂轮8一起沿砂轮8的轴向向工件移动(逼近)；若前者等于或大于后者，说明砂轮8与工件已经接触，则处理器2控制电机5停止转动再反转一定的角度，砂轮8停止向工件移动并回退一定距离。通过这一过程，实现了自动对刀。对刀完成后，便开始磨削，即处理器2根据设定的磨削余量、轴向进给速度等参数控制电机5转动，带动电机4和砂轮8一起沿砂轮8的轴向向工件移动实现进给；磨削完成后，电机5反转，沿砂轮8的轴向退回电机4和砂轮8，并使得电机4断电，砂轮8停止转动(对刀完成后的磨削及其它过程与现有的技术相同)。
为了使得该装置能用于双端面磨床，作为改进，它还包括驱动砂轮9转动的电机6、驱动砂轮9轴向移动的电机7；电流检测装置1的输入端与电机6相接以检测通过电机6的电流；处理器2与电机7相接，其根据电流检测装置1检测的通过电机6的电流控制电机7的动作。
对于使用该装置的双端面磨床，参见图2，其加工过程先完成一个砂轮对工件的一个端面的对刀，再完成另一个砂轮对工件的另一个端面的对刀，然后两个砂轮同时进给，对双端面同时磨削，之后两砂轮同时退回。具体描述如下。先完成砂轮8对工件的一个端面的对刀电机4带动砂轮8转动，同时电机5带动电机4和砂轮8一起沿砂轮8的轴向向工件移动(逼近)；电流检测装置1把检测到的通过电机4的电流值送到处理器2；处理器2将该电流值与预先设定的对刀电流值进行比较若前者小于后者，说明砂轮8与工件还未接触，处理器2控制电机5按预先设定的速度值20转动，继续带动砂轮8向工件移动(逼近)；若前者较大，说明砂轮8与工件已经接触，则处理器2控制电机5停止转动再反转一定的角度，砂轮8停止向工件移动并回退一定距离。通过这一过程，实现了砂轮8对工件的一个端面的对刀。再完成砂轮9对工件的另一个端面的对刀电机6带动砂轮9转动，同时电机7带动电机6和砂轮9一起沿砂轮9的轴向向工件移动(逼近)；电流检测装置1把检测到的通过电机6的电流值送到处理器2；处理器2将该电流值与预先设定的对刀电流值进行比较若前者小于后者，说明砂轮9与工件还未接触，处理器2控制电机7按预先设定的速度值20转动，继续带动砂轮9向工件移动(逼近)；若前者等于或大于后者，说明砂轮9与工件已经接触，则处理器2控制电机7停止转动再反转一定的角度，砂轮9停止向工件移动并回退一定距离。通过这一过程，实现了砂轮9对另一个端面的对刀。砂轮8、9对刀完成后，便开始磨削，即处理器2根据设定的磨削余量、轴向进给速度等参数控制电机5、7转动，带动电机4和砂轮8、电机6和砂轮9分别向工件移动实现进给；磨削完成后，电机5、7反转，分别退回电机4和砂轮8、电机6和砂轮9，并使得电机4、6断电，砂轮8、9停止转动。
上面所述的砂轮8、9对刀过程中，若砂轮8、9向工件逼近速度相同，由于处理器2把检测到的通过电机4、6的电流值与同一个对刀电流值进行比较，这就可以保证工件砂轮8、9对工件的两个端面的对刀深度一样；对刀深度相同，两端面的磨削余量就能够相同，两端面磨削均匀，保证了磨削表面的粗糙度。
对于上面所述的任一种自动对刀及对刀深度控制装置，作为改进，它还包括与处理器2连接的输入装置10，通过输入装置10可以设定对刀电流值或者速度值20。该速度值20即是砂轮向工件移动(逼近)速度。我们知道，在对刀电流值一定时，砂轮向工件移动(逼近)速度越大，砂轮的对刀深度也越大，因此可以通过改变逼近速度，来控制砂轮的对刀深度。在砂轮向工件移动(逼近)速度一定时，设定对刀电流值越大，砂轮的对刀深度也越大。因此可以通过设定不同的逼近速度(即速度值20)、对刀电流值来精确控制砂轮的对刀深度。在对一批工件进行磨削时，只要设定的逼近速度、对刀电流值相同就可以保证每一个工件的对刀深度一样。通过输入装置10可以设定对刀电流值或者速度值20，以控制对刀深度。
本实用新型的有益效果自动补偿砂轮磨损量，能完成自动对刀，并能控制对刀深度，生产效率显著提高。避免了由于磨削量突然变大而导致砂轮破碎飞出伤人事故，提高了安全性。在双端面磨床上，两端面磨削余量均匀磨削精度有明显改善，实现了双端面磨削的自动化。
图1是本实用新型的一种结构示意图(框图)；图2是本实用新型的另一种结构示意图(框图)；图3是本实用新型的实施例的结构示意图(框图)；图4是现有的双端面磨床的机械构造示意图。
具体实施方式
在图3中所示为双端面磨床的自动对刀及对刀深度控制装置，电机4、6分别通过皮带、皮带轮、设置在磨架中的转轴(未示出)带动砂轮8、9转动。砂轮8、电机4等部件在电机5、传动机构(图中未示出)的带动下，砂轮9、电机6等部件在电机7、另一传动机构(图中未示出)的带动下，均沿着砂轮的轴向作进给或退出的往复运动。它包括电流检测装置1、处理器2、输入装置10、存储数据和程序的存储器3；处理器2分别与电流检测装置1、存储器3、输入装置10、电机5、7相接。电流检测装置1分别与电机4、6相接以检测通过电机4、6的电流；处理器2还通过电流检测装置1控制电机4、6的动作(如得电启动、断电停止等)。处理器2根据电流检测装置1检测的通过电机4、6的电流分别控制电机5、7的动作(如正反转、转动速度、等)。通过输入装置10可以输入有关程序和数据，包括设定对刀电流值或者速度值20。
其加工过程如下。处理器2通过电流检测装置1控制电机4、6的得电启动，带动砂轮8、9转动。
先完成砂轮8对工件的一个端面的对刀。处理器2控制电机5得电转动，使得砂轮8向工件移动(逼近)；电流检测装置1把检测到的电机4的电流值送到处理器2。处理器2将该电流值与预先设定的对刀电流值进行比较若前者小于后者，说明砂轮8与工件还未接触，处理器2控制电机5按预先设定的速度值20转动，继续带动砂轮8向工件移动(逼近)；若前者等于或大于后者，说明砂轮8与工件已经接触，则处理器2控制电机5停止转动再反转一定的角度，砂轮8停止向工件移动并回退一定距离。通过这一过程，实现了砂轮8对一个端面的对刀。
再完成砂轮9对另一个端面的对刀。该过程与上述砂轮8的对刀过程类似，不再描述。
砂轮8、9对刀完成后，便开始磨削，即处理器2根据设定的磨削余量、轴向进给速度等参数控制电机5、7转动，带动砂轮8、9分别向工件移动实现进给；磨削完成后，电机5、7反转，分别退回砂轮8、砂轮9，并使得电机4、6断电，砂轮8、9停止转动。
通过输入装置10可以修改对刀电流值或者速度值20，以控制对刀深度。
例如，当电机4或6采用靖江电机厂(国产)生产的YA112M-4(IMB3)电机，工件转速为700转/分钟，电机转速为1500转/分钟，空载电流为4.4A～4.5A，在对刀电流值为5.3A时，设定不同的速度值20(逼近速度)，其对刀深度如下逼近速度为F5(毫米/分钟)，对刀深度大约为0.010mm；逼近速度为F6(毫米/分钟)，对刀深度大约为0.016mm；逼近速度为F7(毫米/分钟)，对刀深度大约为0.020mm。
又如当电机4或6采用精元先马电机有限公司(台湾)生产的YA100L-4B3电机，工件转速为700转/分钟，电机转速为1500转/分钟，空载电流为4.0A～4.1A，在速度值20为F5(毫米/分钟)时，设定不同的对刀电流值，其对刀深度如下对刀电流值为4.3A，对刀深度大约为0.004mm；对刀电流值为4.4A，对刀深度大约为0.006mm；对刀电流值为4.5A，对刀深度大约为0.008mm。
权利要求1.磨床的自动对刀及对刀深度控制装置，其特征在于它包括电流检测装置(1)、处理器(2)、存储数据和程序的存储器(3)；电流检测装置(1)的输入端与驱动砂轮(8)转动的电机(4)相接以检测通过电机(4)的电流；处理器(2)分别与电流检测装置(1)的输出端、存储器(3)、驱动砂轮(8)轴向移动的电机(5)相接；处理器(2)根据电流检测装置(1)检测的通过电机(4)的电流控制电机(5)的动作。
2.根据权利要求1所述的自动对刀及对刀深度控制装置，其特征在于所述处理器(2)控制电机(5)的动作是指处理器(2)将电流检测装置(1)检测到的电流值与预先设定的对刀电流值进行比较，若前者小于后者，处理器(2)控制电机(5)按预先设定的速度值(20)转动；若前者等于或大于后者，则处理器(2)控制电机(5)停止转动再反转一定的角度。
3.根据权利要求1或2所述的自动对刀及对刀深度控制装置，其特征在于它还包括驱动砂轮(9)转动的电机(6)、驱动砂轮(9)轴向移动的电机(7)；电流检测装置(1)的输入端与电机(6)相接以检测通过电机(6)的电流；处理器(2)与电机(7)相接，其根据电流检测装置(1)检测的通过电机(6)的电流控制电机(7)的动作。
4.根据权利要求3所述的自动对刀及对刀深度控制装置，其特征在于所述处理器(2)控制电机(7)的动作是指处理器(2)将电流检测装置(1)检测到的通过电机(6)的电流值与预先设定的对刀电流值进行比较，若前者小于后者，处理器(2)控制电机(7)按预先设定的速度值(20)转动；若前者等于或大于后者，则处理器(2)控制电机(7)停止转动再反转一定的角度。
5.根据权利要求2或4所述的自动对刀及对刀深度控制装置，其特征在于；它还包括与处理器(2)连接的输入装置(10)，通过输入装置(10)可以设定对刀电流值或者速度值(20)。
专利摘要本实用新型是一种磨床的自动对刀及对刀深度控制装置，其通过检测驱动砂轮转动的电机的电流变化来识别砂轮与工件是否接触的装置，解决的就是现有磨床手工对刀带来不安全、磨削精度低、劳动强度大、生产效率低的问题。它包括电流检测装置(1)、处理器(2)、存储数据和程序的存储器(3)；电流检测装置(1)的输入端与驱动砂轮(8)转动的电机(4)相接以检测通过电机(4)的电流；处理器(2)分别与电流检测装置(1)的输出端、存储器(3)、驱动砂轮(8)轴向移动的电机(5)相接；处理器(2)根据电流检测装置(1)检测的通过电机(4)的电流控制电机(5)的动作。本实用新型能自动补偿砂轮磨损量，能完成自动对刀，并能控制对刀深度，生产效率显著提高。
文档编号B24B49/10GK2892373SQ20062007268
公开日2007年4月25日 申请日期2006年4月24日 优先权日2006年4月24日
发明者陶知祥, 解乃军, 董家明 申请人:南京数控机床有限公司