一种辊环的磨削系统及磨削方法与流程

本申请涉及辊环磨削技术领域，具体而言，涉及一种辊环的磨削系统及磨削方法。

背景技术：

线材在轧制过程中，辊环的作用尤其重要。辊环的表面具有环形凹槽，环形凹槽通常是通过磨削形成辊环的表面形成的。具体方式是，通过环形的砂轮磨削辊环的环形表面，使辊环的环形表面上形成环形凹槽。

现有的辊环磨削系统包括辊环磨床、辊环存放架和砂轮存放架，辊环磨床上设置有辊环夹具和砂轮夹具，人工将辊环存放架上的辊环转移至辊环磨床上的辊环夹具上，再人工将砂轮存放架上的砂轮转移至砂轮夹具上，然后启动辊环磨床，使砂轮夹具上的砂轮对辊环夹具上的辊环进行磨削。磨削完成以后，人工将磨削少的辊环转移至辊环存放架上，再进行下一个辊环的转移磨削。

其存在如下问题：人工装好辊环和砂轮之后的，磨削过程全自动，但因为装辊环、拆辊环和更换砂轮需要人工进行，效率低，劳动强度高。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种辊环的磨削系统及磨削方法，通过机械手自动转移辊环和砂轮，降低劳动强度。

第一方面，本申请提供一种辊环的磨削方法，适用于辊环的磨削系统，磨削系统包括辊环磨床、辊环存放架、砂轮存放架、机械手和控制装置，辊环磨床上设置有辊环夹具和砂轮夹具，辊环夹具上设置有第一尺寸测量装置，砂轮夹具上设置有第二尺寸测量装置，控制装置电连接机械手、辊环磨床、第一尺寸测量装置和第二尺寸测量装置。

磨削方法包括：控制装置控制机械手抓取辊环存放架上的一个辊环，并将辊环转移至辊环夹具上。控制装置控制机械手抓取砂轮存放架上的一个砂轮，并将砂轮转移至砂轮夹具上。控制装置控制辊环磨床工作，使砂轮夹具上的砂轮磨削辊环夹具上的辊环。使用第一尺寸测量装置测量辊环夹具上的辊环的尺寸得到第一尺寸信息，并将第一尺寸信息发送给控制装置，控制装置比对第一尺寸信息与第一预设信息一致时，则控制装置发送第一控制信号，使辊环磨床停止工作，并控制机械手抓取辊环夹具上的辊环转移至辊环存放架上。使用第二尺寸测量装置测量砂轮夹具上的砂轮的尺寸得到第二尺寸信息，并将第二尺寸信息发送给控制装置，控制装置比对第二尺寸信息与第二预设信息一致时，则控制装置发送第二控制信号，使辊环磨床停止工作，并控制机械手抓取砂轮夹具上的砂轮转移至砂轮存放架上。

本申请中，可以通过控制装置控制机械手抓取辊环、转移辊环和放置辊环；且控制机械手抓取砂轮、转移砂轮和放置砂轮。同时，能够通过第一尺寸测量装置监测辊环的磨削情况，磨削完成以后，自动进行转移；还可以通过第二尺寸测量装置监测砂轮的磨削情况，以便及时更换砂轮，以便实现辊环磨削的自动化，降低工作人员的劳动强度。

在一种可能的实施方式中，第一尺寸信息包括第一外径信息和第一轮廓信息，第一预设信息包括第一预设外径信息和第一预设轮廓信息。磨削方法包括：当第一外径信息在第一预设外径信息范围之内，或/和第一轮廓信息在第一预设轮廓信息范围之内，控制装置发送第一控制信号。

在对辊环进行磨削的时候，可以监测辊环的环形凹槽的底壁外径大小或环形凹槽的底壁的轮廓，来确定辊环的磨削情况，以确定辊环的磨削需求是否达到。

在一种可能的实施方式中，砂轮包括轮体和位于轮体表面的工作层，第二尺寸信息包括工作层厚度信息和第二轮廓信息，第二预设信息包括预设工作层厚度信息和第二预设轮廓信息。磨削方法包括：当工作层厚度信息小于预设工作层厚度信息；或/和第二轮廓信息在第二预设轮廓信息范围之外。控制装置发送第二控制信号。

在使用砂轮磨削辊环的时候，砂轮的工作面会被不断的磨损，如果工作面的磨损过高，则不能够再起到对辊环进行磨削的效果。所以，通过监测工作面的厚度以及砂轮的轮廓，确定砂轮的工作面的磨损情况，以确定是否需要更换砂轮。

在一种可能的实施方式中，机械手上设置有图像识别装置，图像识别装置与控制装置电连接，磨削方法包括：通过图像识别装置检测机械手上的辊环的规格得到第一规格信息，并将第一规格信息发送给控制装置，控制装置根据第一规格信息发送第三控制信号给机械手，以控制机械手抓取与第一规格信息对应的砂轮转移至砂轮夹具上。

在对辊环进行磨损的时候，每个规格的辊环对应不同规格的砂轮，检测到辊环的规格以后，通过控制装置控制机械手将对应的砂轮转移至砂轮夹具上，以对辊环进行磨削。

在一种可能的实施方式中，第一规格信息包括辊环的内径信息、辊环的外径信息和辊环的厚度信息。通过辊环的内径、外径和厚度信息，确定辊环的规格，以便选择合适的砂轮。

在一种可能的实施方式中，机械手包括基座、驱动装置、能够围成抓取空间的多个机械抓手，驱动装置设置于基座，机械抓手的端部与基座铰接，驱动装置驱动连接多个所述机械抓手，使抓取空间变大或变小。通过驱动装置控制机械手的抓取空间的大小，以便满足不同的规格的辊环以及砂轮的抓取，使用更加灵活。

在一种可能的实施方式中，驱动装置包括电机、丝杆和螺母，电机固定于基座，电机的输出轴驱动连接丝杆的一端，丝杆的另一端朝向抓取空间的方向延伸，螺母套设于丝杆外，且螺母的外壁与机械抓手的中部通过连接件铰接。通过丝杆螺母的方式通过机械手的抓取或放开，从而控制抓取空间的大小。

在一种可能的实施方式中，机械抓手包括大臂和与大臂连接的小臂，大臂的远离小臂的端部与基座铰接，大臂的中部与连接件铰接，小臂的靠近抓取空间的表面包括靠近大臂的弧形面和远离大臂的锯齿面，弧形面朝向远离抓取空间的方向凹陷，多个小臂的锯齿面的齿痕围成环状。在抓取辊环或砂轮的时候，将辊环或砂轮卡在锯齿面上，固定更加牢固，避免中途掉落。

第二方面，本申请提供一种辊环的磨削系统，包括辊环磨床，辊环磨床上设置有辊环夹具和砂轮夹具，用于存放多个辊环的辊环存放架，用于存放多个砂轮的砂轮存放架，用于抓取辊环或砂轮的机械手，控制装置，控制装置控制连接机械手，使机械手抓取辊环，并将辊环在辊环存放架和辊环夹具之间转移；或，使机械手抓取砂轮，并将砂轮在砂轮存放架和砂轮夹具之间转移。

通过控制装置控制机械手抓取辊环、转移辊环和放置辊环；且控制机械手抓取砂轮、转移砂轮和放置砂轮。以实现辊环和砂轮的自动转移，降低工作人员的劳动强度。

在一种可能的实施方式中，机械手包括能够围成抓取空间的多个机械抓手，机械抓手包括大臂和与大臂连接的小臂，小臂的靠近抓取空间的表面包括靠近大臂的弧形面和远离大臂的锯齿面，弧形面朝向远离抓取空间的方向凹陷，多个小臂的锯齿面的齿痕围成环状。在抓取辊环或砂轮的时候，将辊环或砂轮卡在锯齿面上，固定更加牢固，避免中途掉落。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例提供的辊环的磨削系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的机械手的结构示意图。

图标：110-辊环磨床；120-辊环存放架；130-砂轮存放架；140-机械手；150-控制装置；111-辊环夹具；112-砂轮夹具；160-辊环；170-砂轮；151-基座；152-驱动装置；153-机械抓手；1521-电机；1522-丝杆；1523-螺母；154-连接件；1531-大臂；1532-小臂；1533-弧形面；1534-锯齿面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

图1为本申请实施例提供的辊环的磨削系统的结构示意图。请参阅图1，本申请提供一种辊环的磨削系统，该磨削系统包括辊环磨床110、辊环存放架120、砂轮存放架130、机械手140和控制装置150，辊环磨床110上设置有辊环夹具111和砂轮夹具112，辊环存放架120上放置有多个辊环160，砂轮存放架130上放置有多个砂轮170。

控制装置150控制连接机械手140和辊环磨床110。磨削方法包括：控制装置150控制连接机械手140，使机械手140抓取辊环160，并将辊环160在辊环存放架120和辊环夹具111之间转移；或，使机械手140抓取砂轮170，并将砂轮170在砂轮存放架130和砂轮夹具112之间转移。控制装置150控制辊环磨床110工作，使砂轮夹具112上的砂轮170磨削辊环夹具111上的辊环160。

可选地，控制装置150控制机械手140抓取辊环存放架120上的一个辊环160，并将辊环160转移至辊环夹具111上。控制装置150控制机械手140抓取砂轮存放架130上的一个砂轮170，并将砂轮170转移至砂轮夹具112上。辊环160磨削完成以后，控制装置150控制机械手140抓取辊环夹具111上的辊环160，并将磨削后的辊环160转移至辊环存放架120上。砂轮170使用完毕以后，控制装置150控制机械手140抓取砂轮夹具112上的砂轮170，并将使用完毕的砂轮170转移至砂轮存放架130上。

本申请实施例中，为了确认辊环160的磨削情况，以及砂轮170的磨损情况。在辊环夹具111上设置有第一尺寸测量装置(图未示出)，砂轮夹具112上设置有第二尺寸测量装置(图未示出)，控制装置150电连接第一尺寸测量装置和第二尺寸测量装置。

磨削方法还包括：使用第一尺寸测量装置测量辊环夹具111上的辊环160的尺寸得到第一尺寸信息，并将第一尺寸信息发送给控制装置150，控制装置150比对第一尺寸信息与第一预设信息一致时，则控制装置150发送第一控制信号，使辊环磨床110停止工作，并控制机械手140抓取辊环夹具111上的辊环160转移至辊环存放架120上。能够通过第一尺寸测量装置监测辊环160的磨削情况，磨削完成以后，自动进行转移。

可选地，第一尺寸信息包括第一外径信息和第一轮廓信息，第一预设信息包括第一预设外径信息和第一预设轮廓信息。磨削方法包括：当第一外径信息在第一预设外径信息范围之内，或/和第一轮廓信息在第一预设轮廓信息范围之内，控制装置150发送第一控制信号，使辊环磨床110停止工作，并控制机械手140抓取辊环夹具111上的辊环160转移至辊环存放架120上。

其中，第一外径信息为在对辊环160磨削以后，辊环160上的环形凹槽的底壁外径大小；第一轮廓信息为在对辊环160磨削以后，辊环160上的环形凹槽的圆弧轮廓。可选地，第一预设外径信息是一个范围，其与目标值的差值在±amm之内，第一外径信息在目标值±amm之间时，即说明磨削后的辊环160的外径信息合格。其中，a的值与辊环160的合格误差范围值有关，本申请不做限定。

第一预设轮廓信息也是一个范围，其与目标轮廓的差值超过bmm的总弧长在5％以内，则说明磨削后的辊环160的轮廓信息合格。

第一尺寸测量装置为ccd图像传感器，该图像传感器是现有的传感器，其能够检测辊环的外径和轮廓。

磨削方法还包括：使用第二尺寸测量装置测量砂轮夹具112上的砂轮170的尺寸得到第二尺寸信息，并将第二尺寸信息发送给控制装置150，控制装置150比对第二尺寸信息与第二预设信息一致时，则控制装置150发送第二控制信号，使辊环磨床110停止工作，并控制机械手140抓取砂轮夹具112上的砂轮170转移至砂轮存放架130上。还可以通过第二尺寸测量装置监测砂轮170的磨削情况，以便及时更换砂轮170。

可选地，砂轮170包括轮体和位于轮体表面的工作层(例如：金刚石层)，第二尺寸信息包括工作层厚度信息和第二轮廓信息，第二预设信息包括预设工作层厚度信息和第二预设轮廓信息。磨削方法包括：当工作层厚度信息小于预设工作层厚度信息；或/和第二轮廓信息在第二预设轮廓信息范围之外。控制装置150发送第二控制信号，使辊环磨床110停止工作，并控制机械手140抓取砂轮夹具112上的砂轮170转移至砂轮存放架130上。

在使用砂轮170磨削辊环160的时候，砂轮170的工作面会被不断的磨损，如果工作面的磨损过高，则不能够再起到对辊环160进行磨削的效果。所以，通过监测工作面的厚度以及砂轮170的轮廓信息，确定砂轮170的工作面的磨损情况，以确定是否需要更换砂轮170。

其中，工作层厚度信息是指金刚石层的厚度，如果金刚石层的厚度减薄到一定程度，则不再能够对辊环160进行磨削。第二轮廓信息为砂轮170磨损以后，砂轮170的圆弧轮廓。可选地，第二预设轮廓信息是一个范围，其与目标轮廓的差值超过bmm的总弧长在5％以上，则说明砂轮170磨损严重，需要进行更换。

第二尺寸测量装置为ccd图像传感器，该图像传感器是现有的传感器，其能够检测砂轮的外径和工作层厚度。

本申请实施例中，机械手140上设置有图像识别装置(图未示出)，图像识别装置与控制装置150电连接，磨削方法还包括：通过图像识别装置检测机械手140上的辊环160的规格得到第一规格信息，并将第一规格信息发送给控制装置150，控制装置150根据第一规格信息发送第三控制信号给机械手140，以控制机械手140抓取与第一规格信息对应的砂轮170转移至砂轮夹具112上。

在对辊环160进行磨损的时候，每个规格的辊环160对应不同规格的砂轮170，检测到辊环160的规格以后，通过控制装置150控制机械手140将对应的砂轮170转移至砂轮夹具112上，以对辊环160进行磨削。

第一规格信息包括辊环160的内径信息、辊环160的外径信息和辊环160的厚度信息。通过辊环160的内径、外径和厚度信息，确定辊环160的规格，以便选择合适的砂轮170。

可选地，图像识别装置识别到机械手140抓取的辊环160，确定该辊环160的第一规格信息并发送给控制装置150，控制装置150通过第一规格信息计算出该辊环160对应的砂轮170的规格，然后通过机械手140上的图像识别装置检测砂轮存放架130上的砂轮170的规格得到第二规格信息并发送给控制装置150，控制装置150将第二规格信息与预设信息进行对比，发现是该辊环160对应的砂轮170的规格，则发送第三控制信号给机械手140，控制机械手140抓取该砂轮170进行辊环160的磨削。

图像识别装置为ccd图像传感器，该图像传感器是现有的传感器，其能够识别辊环160的规格型号和砂轮170的规格型号。

可选地，辊环存放架120上的多个辊环160均具有唯一的编码，辊环160磨削完成以后，放回辊环存放架120的原位置。砂轮存放架130上的多个砂轮170也具有唯一的编码，需要更换砂轮170的时候，原砂轮170放置在原有的位置。

为了实现对辊环160或砂轮170的抓取和转移。图2为本申请实施例提供的机械手140的结构示意图。请参阅图2，本申请实施例中，机械手140包括基座151、驱动装置152、能够围成抓取空间的多个机械抓手153，驱动装置152设置于基座151，机械抓手153的端部与基座151铰接，驱动装置152驱动连接多个所述机械抓手153，使抓取空间变大或变小。通过驱动装置152控制机械手140的抓取空间的大小，以便满足不同的规格的辊环160以及砂轮170的抓取，使用更加灵活。

可选地，驱动装置152包括电机1521、丝杆1522和螺母1523，电机1521固定于基座151，电机1521的输出轴驱动连接丝杆1522的一端，丝杆1522的另一端朝向抓取空间的方向延伸，螺母1523套设于丝杆1522外，且螺母1523的外壁与机械抓手153的中部通过连接件154铰接。通过丝杆1522螺母1523的方式通过机械手140的抓取或放开，从而控制抓取空间的大小。

可选地，电机1521与控制装置150电连接，通过控制装置150控制电机1521的正转或反转，如图2所示，如果控制装置150控制电机1521正转，则丝杆1522正转，套设在丝杆1522外的螺母1523向上运动，则连接件154拉动机械手140的大臂1531，将大臂1531合拢，使机械手140的抓取空间变小，从而抓取辊环160或砂轮170；如果需要将机械手140上的辊环160或砂轮170转移，则电机1521不工作；如果控制装置150控制电机1521反转，则丝杆1522反转，套设在丝杆1522外的螺母1523向下运动，则连接件154将机械抓手153的大臂1531撑开，从而使机械手140的抓取空间变大，从而将机械手140上的辊环160或砂轮170放开。

进一步地，机械抓手153包括大臂1531和与大臂1531连接的小臂1532，大臂1531的远离小臂1532的端部与基座151铰接，大臂1531的中部与连接件154铰接，小臂1532的靠近抓取空间的表面包括靠近大臂1531的弧形面1533和远离大臂1531的锯齿面1534，弧形面1533朝向远离抓取空间的方向凹陷，多个小臂1532的锯齿面1534的齿痕围成环状。在抓取辊环160或砂轮170的时候，将辊环160或砂轮170卡在锯齿面1534上，固定更加牢固，避免中途掉落。

本申请实施例提供的辊环160的磨削方法如下：

将多个辊环160放置在辊环存放架120上(对应有编号)，多个砂轮170放置在砂轮存放架130上(对应有编号)，系统上输入辊环160图纸，辊环磨床110的每个磨削量，砂轮170的预设使用寿命等。

控制装置150控制机械手140抓取辊环存放架120的一号工位上的一号辊环，机械手140上的图像识别装置识别出一号辊环的规格型号得到第一规格信息并将第一规格信息发送给控制装置150，机械手140继续将一号辊环转移至辊环夹具111上。

控制装置150接受到第一规格信息以后，在系统内进行比对，获取与一号辊环对应的砂轮170的规格信息，然后机械手140移动到砂轮存放架130上，通过机械手140上的图像识别装置扫描砂轮存放架130上的砂轮170的规格信息，获知一号砂轮的规格型号与一号辊环的规格型号对应，控制装置150发送控制信号给机械手140，使机械手140抓取一号砂轮，并将其转移至砂轮夹具112上。

控制装置150控制辊环磨床110工作，且根据预先设定的每次磨削量进行磨削，磨削以后，辊环夹具111上的第一尺寸测量装置测量辊环夹具111上的一号辊环的工作位尺寸，以确定辊环160磨削完成。机械手140将一号辊环抓取并转移至辊环存放架120的一号工位上，再进行二号工位上的二号辊环的抓取。

如果二号辊环规格型号与一号辊环的规格型号一致，则不需要砂轮170的更换，直到第二尺寸测量装置检测到一号砂轮不能够再进行使用，控制装置150控制机械手140抓取砂轮夹具112上的一号砂轮转移至砂轮存放架130的一号工位上。

如果二号辊环规格型号与一号辊环的规格型号不一致，则需要砂轮170的更换。控制装置150控制机械手140抓取砂轮夹具112上的一号砂轮转移至砂轮存放架130的一号工位上。然后继续抓取二号砂轮(二号砂轮的规格型号与二号辊环的规格型号对应)转移至砂轮夹具112上，以后续进行二号辊环的磨削。

以上所述仅为本申请的一部分实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。