一种磨床砂轮恒线速度控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种磨床砂轮恒线速度控制系统及控制方法。具体是一种磨床砂轮恒线速度控制系统，包括砂轮和砂轮修整器，还包括检测砂轮修整器位移量的位移传感器，以及一控制器，与带动砂轮转动的旋转电机连接的变频器，所述控制器分别与位移传感器和变频器电连接，且控制器接受位移传感器的检测数据以及发送控制信号给变频器，所述砂轮的主轴通过皮带与所述旋转电机的输出轴连接。一种如上述磨床砂轮恒线速度控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：控制器接收砂轮修整器的位移量，即砂轮直径的变化量，将上一时间的砂轮直径与该变化量比较得出砂轮当前直径，计算得出当前砂轮需要转速对应的电机转速；控制器控制变频器执行调速。

权利要求

1.一种磨床砂轮恒线速度控制系统，包括砂轮和砂轮修整器，其特征在于，还包括检测砂轮修整器位移量的位移传感器，以及一控制器，与带动砂轮转动的旋转电机连接的变频器，所述控制器分别与位移传感器和变频器电连接，且控制器接受位移传感器的检测数据以及发送控制信号给变频器，所述砂轮的主轴通过皮带与所述旋转电机的输出轴连接；所述的位移传感器包括一测量齿轮，以及安设于所述测量齿轮上的角度传感器；所述测量齿轮与修整器的传动丝杠丝母连接；砂轮修整器通过传动丝杠进行调节，所述传动丝杠包括位于磨床内部的调节部和位于磨床外部的测量部，测量部包括一个连接轴、调节旋钮和角度传感器；通过所述连接轴一端连接调节部，另一端连接有一调节旋钮。

2.根据权利要求1所述的一种磨床砂轮恒线速度控制系统，其特征在于，所述测量部的长度不小于50mm。

说明书

一种磨床砂轮恒线速度控制系统及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及磨床控制技术，具体涉及一种磨床砂轮恒线速度控制系统及控制方法。

背景技术

[0002] 磨床能加工硬度较高的材料，如淬硬钢、硬质合金等；也能加工脆性材料，如玻璃、花岗石。磨床能作高精度和表面粗糙度很小的磨削，也能进行高效率的磨削，如强力磨削等。标准机械加工所使用磨床，砂轮电动机均按传统启动电路运行。电动机启动后按照额定转速运转，由于电网电压有一定波动，砂轮工件磨擦负载不断变化，都会影响电动机转速误差，标准砂轮电动机起动电路一般只有一种加工速度，难以适应不同工件大小要求不同加工相对线速度，以至于所加工工件加工精密度很难保证。因此从提高加工质量加工效率，节约能源等方面考虑，现有技术提出将变频调速技术应用于磨床，可以收到满意效果。但是，变频器仅仅能够保证电机输出的转速准确，但是因为砂轮使用一段时间需要对砂轮表面进行修整。

[0003] 砂轮修整器是通过金刚笔对磨床砂轮进行尺寸、形状、几何角度等进行修整的辅助工具。砂轮修整器装配于平面磨床、万能工具磨床上，修整由直线和圆弧组成的各种已经成型的砂轮以满足加工的需要，砂轮修整器和块规配合使用可以得到所需要的凸R及凹R的角度精密砂轮，厚度修整器、同步砂轮修整器可以修整砂轮的厚度及两侧，砂轮修整器本身的构造修整砂轮能达到非常精密的尺寸。对于修整后的砂轮其直径必然产生变化，此时若电机还继续使用原有的输出转速，那么砂轮的线速度会产生变化，导致生产出来的工件不符合要求。

发明内容

[0004] 为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种磨床砂轮恒线速度控制系统及控制方法。

[0005] 本发明的技术方案是：一种磨床砂轮恒线速度控制系统，包括砂轮和砂轮修整器，还包括检测砂轮修整器位移量的位移传感器，以及一控制器，与带动砂轮转动的旋转电机连接的变频器，所述控制器分别与位移传感器和变频器电连接，且控制器接受位移传感器的检测数据以及发送控制信号给变频器，所述砂轮的主轴通过皮带与所述旋转电机的输出轴连接。

[0006] 本发明的进一步改进包括：

[0007] 所述的位移传感器包括一测量齿轮，以及安设与所述测量齿轮上的角度传感器；所述测量齿轮与修整器的传动丝杠丝母连接。

[0008] 砂轮修整器通过传动丝杠进行调节，所述传动丝杠包括位于磨床内部的调节部和位于磨床外部的测量部，测量部包括一个连接轴、调节旋钮和角度传感器；通过所述连接轴一端连接调节部，另一端连接有一调节旋钮。

[0009] 所述测量部的长度不小于50mm。

[0010] 本发明的另一目的在于提供了一种如上述磨床砂轮恒线速度控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：控制器接收砂轮修整器的位移量，即砂轮直径的变化量，将上一时间的砂轮直径与该变化量比较得出砂轮当前直径，计算得出当前砂轮需要转速对应的电机转速；控制器控制变频器执行调速。

[0011] 作为本发明的优选方案，所述控制器接收位移传感发送的砂轮修整器位移量△l，并与保存在控制器内的上一状态下砂轮直径d做比较，得出当前砂轮直径d1，进一步得出当前砂轮目的转速n＝19108.28*V/d。

[0012] 砂轮在一定转速下，线速度

[0013] V＝3.14*d*n/(60*1000)  m/s

[0014] 其中d                  mm

[0015] n                  rpm

[0016] 目标是V恒定，当d改变时(变小)

[0017] n＝19108.28*V/d 增大

[0018] d＝D+△l D是修整后砂轮的直径，l是修整器位移量。转速n由电动机通过变频器调速，当修整器位移时通过按装在一起的位置传感器输出电信号，通过控制器转换，输入变频器调频电压，变频器控制电机变速。实现恒速控制。

[0019] 所述控制权每10秒接收一次位移传感器检测信号。

[0020] 当所述砂轮变化量小于0.02-0.05mm时，控制器不做处理，并继续保存上一时间的砂轮直径d1；当控制器接收位移控制器的反馈，得到当前直径d2，且累计直径变化即d1-d2大于2mm时，对变频器发送控制信号，同时控制器将当前砂轮直径保存并覆盖上一时间的砂轮直径。

[0021] 本发明结构简单，所述传动丝杠包括位于磨床内部的调节部和位于磨床外部的测量部，测量部通过一连接轴一端连接调节部，另一端连接有一调节旋钮，所述调节旋钮上设置有角度传感器。由成本更为低廉，精度高的角度传感器转化成角度信号，该角度信号经由控制器计算得到丝杠的位移数据，进而得到砂轮直径的变化。本发明采用角度传感器来替代光栅位移传感器，是由于首先，本发明是针对价格较低的磨床进行改进，使其能够在较低成本的情况下获得较好的生产效果。其次，由于磨床本身机构设计原因，光栅类的位移传感器不能够本很好的安装于其内部，而其价格是角度传感器的10-20倍。同时，不需要对原有磨床设备做过多的结构改动。

附图说明

[0022] 图1是本发明一种磨床砂轮恒线速度控制系统结构示意框图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本发明做详细说明。

[0024] 如图1所示，本发明一种磨床砂轮恒线速度控制系统，包括砂轮和砂轮修整器，还包括检测砂轮修整器位移量的位移传感器，以及一控制器，与带动砂轮转动的旋转电机连接的变频器，所述控制器分别与位移传感器和变频器电连接，且控制器接受位移传感器的检测数据以及发送控制信号给变频器，所述砂轮的主轴通过皮带与所述旋转电机的输出轴连接。

[0025] 所述的位移传感器包括一测量齿轮，以及安设与所述测量齿轮上的角度传感器；所述测量齿轮与修整器的传动丝杠丝母连接。本方案，安装简单，成本低廉。避免了对设备的大幅改造，可以以较少的成本来完成。其效果显著。

[0026] 砂轮修整器通过传动丝杠进行调节，所述传动丝杠包括位于磨床内部的调节部和位于磨床外部的测量部，测量部包括一个连接轴、调节旋钮和角度传感器；通过所述连接轴一端连接调节部，另一端连接有一调节旋钮。

[0027] 所述测量部的长度不小于50mm。

[0028] 本发明的另一目的在于提供了一种如上述磨床砂轮恒线速度控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：控制器接收砂轮修整器的位移量，即砂轮直径的变化量，将上一时间的砂轮直径与该变化量比较得出砂轮当前直径，计算得出当前砂轮需要转速对应的电机转速；控制器控制变频器执行调速。，所述控制器接收位移传感发送的砂轮修整器位移量△l，并与保存在控制器内的上一状态下砂轮直径d做比较，得出当前砂轮直径d1，进一步得出当前砂轮目的转速n＝19108.28*V/d。

[0029] 砂轮在一定转速下，线速度

[0030] V＝3.14*d*n/(60*1000)  m/s

[0031] 其中d                  mm

[0032] n                  rpm

[0033] 目标是V恒定，当d改变时(变小)

[0034] n＝19108.28*V/d 增大

[0035] d＝D+△l D是修整后砂轮的直径，l是修整器位移量。转速n由电动机通过变频器调速，当修整器位移时通过按装在一起的位置传感器输出电信号，通过控制器转换，输入变频器调频电压，变频器控制电机变速。实现恒速控制。

[0036] 所述控制权每10秒接收一次位移传感器检测信号。该数值可以依据不同的生产对象，来设置不同的时间，例如对于工件的光滑度要求不高的情况，可以将该时间延长，反之缩短即可。

[0037] 当所述砂轮变化量小于0.02-0.05mm时，控制器不做处理，并继续保存上一时间的砂轮直径d1；当控制器接收位移控制器的反馈，得到当前直径d2，且累计直径变化即d1-d2大于2mm时，对变频器发送控制信号，同时控制器将当前砂轮直径保存并覆盖上一时间的砂轮直径。

[0038] 本发明结构简单，所述传动丝杠包括位于磨床内部的调节部和位于磨床外部的测量部，测量部通过一连接轴一端连接调节部，另一端连接有一调节旋钮，所述调节旋钮上设置有角度传感器。由成本更为低廉，精度高的角度传感器转化成角度信号，该角度信号经由控制器计算得到丝杠的位移数据，进而得到砂轮直径的变化。本发明采用角度传感器来替代光栅位移传感器，是由于首先，本发明是针对价格较低的磨床进行改进，使其能够在较低成本的情况下获得较好的生产效果。其次，由于磨床本身机构设计原因，光栅类的位移传感器不能够本很好的安装于其内部，而其价格是角度传感器的10-20倍。同时，不需要对原有磨床设备做过多的结构改动。

[0039] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。