[发明专利]数控外螺纹磨床自动对刀装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺纹加工机床的对刀装置，特别是一种数控外螺纹磨床的自动对刀装置。

技术背景

在传统梯形丝杠、滚珠丝杠及蜗杆等螺纹的精密磨削加工中，砂轮对刀通常是靠工人手动操作完成。以滚珠丝杠加工为例，通过转动机床横向进给机构的进给手轮，使砂轮缓慢进入到螺纹工件粗加工出的螺旋槽中，然后转动机床纵向进给机构手轮，使砂轮沿着工件轴向缓慢移动，直至砂轮接触工件螺旋槽的一侧产生火花，再反向转动纵向进给机构手轮，直至砂轮接触工件螺旋槽另一侧产生火花；根据反向转动手轮所走过的刻度值，再回转1/2，使砂轮中心与工件螺旋槽中心重合，依此实现螺纹对刀。对刀过程中，操作者主要靠听磨削声音、看磨削火花来确认对刀的状态。这种手工对刀的方法不仅繁琐、耗时、劳动强度大、效率低、不利于劳动保护，而且对刀精度完全依赖于操作者的经验与操作水平，靠观察磨削火花进行对刀，加工工件位置精度和尺寸精度一致性较差，难以满足互换性要求。

实用新型内容

本发明的目的，是提供一种数控外螺纹磨床自动对刀装置，该装置采用精密探头两点接触式对刀技术，进行螺纹磨削加工自动对刀。

实现上述目的的技术方案是：所述数控外螺纹磨床自动对刀装置利用机床已有的数控系统、砂轮架横向运动机构(X轴数字控制运动机构)、拖板纵向运动机构(Z轴数字控制运动机构)与本发明的探头运动机构和嵌入式专用软件实现螺纹对刀运动。做Z坐标方向运动的拖板安装在机床后部纵向导轨上；做X坐标方向运动的砂轮架安装在拖板的横向导轨上；所述探头运动机构固定在砂轮架的左侧面。

数控系统、X轴、Z轴数字控制运动机构的作用是：数控系统控制X轴与Z伺服电机正反转动，经滚珠丝杠副将旋转运动转换为直线往复运动，驱动拖板、砂轮架沿着机床X、Z运动坐标方向运动，带动探头及砂轮执行螺纹对刀的运动。

所述探头运动机构，由支架1，底座2，直线导轨副滑块3，直线导轨12，滑板8，支座9，探头11和油缸15组成；支架1固定在砂轮架5的左侧，底座2固定在支架1上，底座2上固定有两只直线导轨副滑块3，直线导轨12可在滑块3上前后运动，直线导轨12上固定有滑板8、支座9和连接杆10，连接杆10前端装有一个带多点位传感器的探头11；滑板8后端与油缸15的活塞杆连接，油缸15固定在支架1的后部，油缸15用于驱动探头完成伸出和复位运动；支架1前部装有前位位置感应开关6，后部装有复位位置感应开关16，滑板8内侧装有位置感应头7，用于提供探头位置信号。

探头运动机构的任务是完成探头快速伸出和复位运动，用于测取螺纹对刀所需数据；前、后位置感应开关与位置感应头用于提供探头复位信号和伸出位置信号。

本发明之自动对刀装置，有嵌入式专用软件，该软件依序执行如下程序：

1.启动专用软件进入对刀程序；

2.探头位置安全检测和探头移动到安全位置；

3.探头运动到对刀位置；

4.探头伸出；

5.探头进入K槽中心附近测点深度(三种情况)；

6.测取计算工件对刀螺旋槽中心坐标值Z3；

7.探头复位；

8.砂轮对刀；

9.退出对刀程序，返回主程序；

螺纹对刀，包括：探头位置检测与进入对刀位置、探头快速伸出、探头测取工件螺旋槽中点Z坐标值、探头快速回退、砂轮对刀五个主要运动过程。

探头位置检测与进入对刀位置：进入对刀程序，数控系统根据探头运动机构的位置开关的信号、探头11在X与Z坐标的位置、检测探头伸出是否安全，不安全，移动X轴使砂轮架、探头运动机构后退到安全位置，再移动Z轴使拖板带着砂轮架、探头运动机构运动到对刀位置。

探头快速伸出运动：专用软件指令数控系统接通三位四通电磁阀左端线圈，使探头运动机构油缸的后腔接通液压油，推动活塞、活塞杆向前快速运动，从而带动固定连接在一起的滑板、直线导轨、支座和装在支座孔里的探头沿滑块滚道向工件方向移动，探头移动距离＝最大直径砂轮磨削位置+安全间隙，该距离保证在对刀过程中，砂轮不与工件干涉，起到设备、工件和人身安全保护作用。探头伸出到位，感应头对准前位位置感应开关，发出到位信号，电磁阀断电，油缸两腔油液被封闭，活塞停止并处于锁紧状态，同时探头也被锁紧。