[发明专利]一种数控外圆磨床的双测速安全保护方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控外圆磨床的双测速安全保护方法及装置，属于数控机床在轴类工件加工过程中的防闷车技术领域，特别是在数控外圆磨床上用来防止闷车的一种双测速结构及方法。

背景技术

数控外圆磨床是用于磨削轴类工件轴颈外圆的加工设备，在制造行业被广泛使用。这类设备在运行过程中经常发生一个问题，就是在自动加工过程中受一些事先未知的因素的影响，如皮带打滑或疲劳断裂、工件毛坯表面有凸起或材质过硬、砂轮材质异常、砂轮外表面没有修整好、进给速度异常等，使得旋转的砂轮或者旋转的工件大幅降速，而此时砂轮主轴仍然在继续进给，从而造成闷车故障。闷车故障会造成砂轮主轴被研坏、或者工件被磨废，甚至出现砂轮爆裂的危险情况，对设备造成很大的经济损失，对操作工的人身安全也造成威胁。

发明内容

本发明的目的是设计一种数控外圆磨床的双测速安全保护方法及装置，对加工过程中的砂轮主轴和工件的旋转速度进行监控，当两者之一的转速大幅降低时，砂轮主轴会立即自动退回到安全位置，从而有效的避免了闷车故障。

本发明的技术方案：本发明的一种数控外圆磨床的双测速安全保护方法，首先与砂轮同轴安装第一发信凸轮及与第一发信凸轮对应的第一测速传感器，与工件同轴安装第二发信凸轮及与第二发信凸轮对应的第二测速传感器；第一测速传感器和第二测速传感器分别与第一转速监控器和第二转速监控器连接，第一转速监控器和第二转速监控器通过各自的IO接口与逻辑控制器连接，逻辑控制器与控制砂轮移动伺服电机的NC控制系统连接；在NC控制系统中设置中断子程序、中断号、中断优先级；

步骤如下：

1)在数控外圆磨床的自动加工运行过程中，与砂轮主轴、工件同轴连接的第一发信凸轮和第二发信凸轮也分别以与砂轮主轴、工件同轴同样的转速旋转，测速传感器检测发信凸轮外圆的凸凹面，测速传感器发出与发信凸轮外圆凸凹面个数对应的0-1-0-1的脉冲信号，分别传送到第一转速监控器和第二转速监控器；

2)第一转速监控器和第二转速监控器对0-1-0-1的脉冲信号进行处理，得出当前实时的实际转速；

3)第一转速监控器和第二转速监控器分别将各自的实际转速与最低安全转速设定值进行比较，当实际转速值低于最低安全转速设定值且持续0.5～1秒时，发出“转速低”信号给逻辑控制器；

4)逻辑控制器接收砂轮主轴转速和工件转速信号，当受到任意一个的“转速低”信号后，由逻辑控制器进行程序处理，发出接口信号给NC控制系统，NC控制系统的中断子程序被激活；

5)NC控制系统停止当前加工进程，执行中断子程序，驱动伺服电机将砂轮主轴快速后退至安全位置。

所述的转速监控器中设定的砂轮和工件的最低安全转速设定值为额定转速的75％。

优选地，所述步骤3)第一转速监控器和第二转速监控器分别将各自的实际转速与最低安全转速设定值进行比较，当实际转速值低于最低安全转速设定值且持续0.5秒时，发出“转速低”信号给逻辑控制器。

本发明的一种数控外圆磨床的双测速安全保护装置包括与砂轮同轴安装的第一发信凸轮及与第一发信凸轮对应的第一测速传感器，与工件同轴安装的第二发信凸轮及与第二发信凸轮对应的第二测速传感器；第一测速传感器和第二测速传感器分别与第一转速监控器和第二转速监控器连接，第一转速监控器和第二转速监控器通过各自的IO接口与逻辑控制器连接，逻辑控制器与控制砂轮移动伺服电机的NC控制系统连接。

所述的第一测速传感器和第二测速传感器是感应式接近开关。

所述的第一发信凸轮和第二发信凸轮的发信齿数m为偶数，优选数m为2或4或6。

所述的：第一测速传感器和第二测速传感器与第一发信凸轮和第二发信凸轮的发信齿的距离d1＝0.5～0.8Sn，Sn为测速传感器的额定检测距离。

所述的第一发信凸轮和第二发信凸轮的发信齿的高度d2＝10～20mm。

本发明的优点：当数控外圆磨床在加工过程中受一些事先未知的因素的影响而有可能造成闷车时，控制系统会自动将砂轮主轴快退至安全位置，整个过程自动完成，不需要操作人员的干预，从而有效的防止了闷车，保障了设备和操作人员的安全。

附图说明

图1是本发明的机械原理示意图。

图2是图1中砂轮、第一发信凸轮、第一测速传感器位置关系侧视图。工件、第二发信凸轮、第二测速传感器位置关系也是一样的。

图3是本发明的电路逻辑框图。

图4是本发明的控制原理图。

图5是逻辑控制器中触发NC控制系统的中断子程序的原理图。