基于智能数控平台的磨削中心的制作方法

本发明属于机械领域，主要应用于一次性完成磨削多台阶轴类零件所有工序内容，绝大部分需要磨削外圆的多台阶轴类零件均可适用，尤其在汽车领域、摩托车领域、模具行业以及打印机、复印机等办公产品行业应用广泛。

背景技术：

现有的磨削机为传统式磨削方式，主要通过粗磨—半精磨—精磨三道工序到达相应的技术指标，同时在磨削过程中，人为因素干扰很大和人工劳动量很大，一方面操作人员要在机床一端不断的送需加工的物料，同时在机床的另一端有需要人员不断将磨削后的物料一件一件的收集，在磨削过程中，同时还不断的需要品质检验人员不断的对加工后的物料进行抽检，如果物料在某一个不确定的时间内出现了加工异常，就会导致整批加工好的物料中既有合格品又有异常品，很有可能整批加工好的物料被客人要求退货甚至做赔偿处理，同样道理在每一道工序的特点是一样的，这样就会造成很大的人力投入，同时质量也得不到有效的控制。

具体表现为：

①智能化程度低。智能制造是未来制造业的发展方向，数控磨床要转型升级，在市场竞争中获胜，实现智能控制是必由之路。而现有国产数控磨床仍然沿用传统的人工编程操作方式，磨床仅按照程序指令进行加工，属于“开环”控制系统，智能化、柔性化、自动化水平低，与具有自学习功能，可搜集和理解加工信息及磨床信息，并对加工过程和工艺进行分析和优化的智能系统有明显差距。

②技术水平低。由于我国原有数控系统的封闭性以及数控软硬件研究开发基础差，技术积累少，研发队伍实力弱，研发投入力度不够等原因，国产磨床控制系统在技术含量与国外差距大，例如国外先进的数控系统已集成了现场总线、高速高精插补、运动控制、复合加工、在线自动检测、加工工艺及多轴编程等众多技术，确保磨床能够实现多轴、多通道、高速、高精度、复合化的加工，而国内基本上只能依赖进口。

③配套功能欠缺。国产数控系统在工艺参数自动生成、误差补偿、故障自诊断和维护，自动化测试、信息采集和可靠性数据检测等方面功能欠缺；国外已经普及的远程服务技术、交钥匙工程在我国尚待开发；同时，国内还不能提供高速磨削软件包，产品的功能性、可操作性与工业发达国家相比相对落后。

④可靠性不高。可靠性包括稳定性和一致性，是衡量数控系统性能好坏和竞争力的重要指标，直接影响机床的加工精度及生产率，更影响用户对机床的使用信心。国外先进数控系统的平均无故障工作时间（MTBF）在7-10万小时左右，而国产数控系统仅为2万小时左右。虽有少数国产产品的MTBF达到600小时以上，但国际上先进水平已达900-1100小时，甚至达到2500小时。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于智能数控平台的磨削中心，该磨削中心实用性广，既能解决从粗磨—半精磨—精磨三道工序在一台机床的一道工位全部完成，同时能够很好的保证该设备加工出来的工件全部为合格品，对偶然出现的少许不合格品通过自动分拣系统全部分拣出来。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：一种基于智能数控平台的磨削中心，包括工业机器人及其控制模块、驱动模块、人机交换系统、工作组件、自动分拣系统、在线检测系统、反馈系统以及自动补偿系统，其中控制模块和驱动模块控制并驱动工业机器人的空间移动与空间定位,从而控制工作组件的工作状态；控制模块也控制人机交换系统,同时控制砂轮、导轮自动修整、自动进刀补偿的自动修正系统和在线检测系统。

上述的基于智能数控平台的磨削中心，对以下各子系统及单元集成，

基于三坐标测量仪、粗糙度测量仪、球杆仪、圆度仪现有高精度测量设备搭建数控无心磨床智能控制系统硬件平台；与数控无心磨床产品的在线检测系统建立通信，实现数据传输；基于硬件平台和在线检测系统建设数控无心磨床描述、识别子系统；

在磨床的工艺参数、工作状态、动态特性、加工精度方面进行理论研究，并转化为磨削工艺知识库，基于该知识库开发在线自动学习和修正子系统；

围绕系统的智能组织、决策、规划功能展开算法研究，进一步建立智能组织、决策、规划子系统；基于磨床现有数控系统建立自动控制子系统；

利用光幕传感器实现对传动带上已测零件的自动计数，计数项目包括总数、合格品数、不合格品数，在磨削零件传送带上设计并集成零件分拣系统，实现对合格品、不合格品及其它档次成品的自动分拣。

本发明工艺流程如下：工业机械人将工件放入磨削区——自动粗修砂轮——自动粗磨并自动粗磨到控制的余量——自动半精修整砂轮—— 自动半精磨并自动半精磨到控制的余量——自动精修砂轮——自动精磨并自动精磨到控制的余量——自动在线检测实际磨削的尺寸——智能在线自动学习和修正直到合格。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明有以下特点：

1、整体磨削智能化程度高，整个过程可以达到无人化操作。

2、在线检测与自动反馈修整系统集合保证产品整个加工为合格品。

本发明实用性广，既能解决从粗磨—半精磨—精磨三道工序在一台机床的一道工位全部完成，同时能够很好的保证该设备加工出来的工件全部为合格品，对偶然出现的少许不合格品通过自动分拣系统全部分拣出来。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明的工艺流程图，

图3 是本发明系统模块图。

图中标记：1.自动修整系统 2.工业机器人 3.自动分拣系统 4.在线检测系统 5.自动补偿系统 6.人机交换系统。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基于智能数控平台的磨削中心具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

参见图1-2，一种基于智能数控平台的磨削中心，包括工业机器人2及其控制模块、驱动模块、人机交换系统6、工作组件、自动分拣系统3、在线检测系统4、反馈系统以及自动补偿系统5，其中控制模块和驱动模块控制并驱动工业机器人2的空间移动与空间定位,从而控制工作组件的工作状态；控制模块也控制人机交换系统6,同时控制砂轮、导轮自动修整、自动进刀补偿的自动修正系统1和在线检测系统4。

上述的基于智能数控平台的磨削中心，对以下各子系统及单元集成，

基于三坐标测量仪、粗糙度测量仪、球杆仪、圆度仪现有高精度测量设备搭建数控无心磨床智能控制系统硬件平台；与数控无心磨床产品的在线检测系统建立通信，实现数据传输；基于硬件平台和在线检测系统建设数控无心磨床描述、识别子系统；

在磨床的工艺参数、工作状态、动态特性、加工精度方面进行理论研究，并转化为磨削工艺知识库，基于该知识库开发在线自动学习和修正子系统；

围绕系统的智能组织、决策、规划功能展开算法研究，进一步建立智能组织、决策、规划子系统；基于磨床现有数控系统建立自动控制子系统；

利用光幕传感器实现对传动带上已测零件的自动计数，计数项目包括总数、合格品数、不合格品数，在磨削零件传送带上设计并集成零件分拣系统，实现对合格品、不合格品及其它档次成品的自动分拣。

本发明工作流程如下：

工业机械人将工件放入磨削区——自动粗修砂轮——自动粗磨并自动粗磨到控制的余量——自动半精修整砂轮—— 自动半精磨并自动半精磨到控制的余量——自动精修砂轮——自动精磨并自动精磨到控制的余量——自动在线检测实际磨削的尺寸——智能在线自动学习和修正直到合格。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对发明型作任何形式上的限制，任何未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。