[发明专利]一种圆弧头回转体内壁面自适应打磨方法

摘要

本发明提供了一种圆弧头回转体内壁面自适应打磨方法，包括以下步骤：设定x方向接触力Fx的范围，设定y方向接触力Fy的范围；保持打磨头(1)和加工工件(6)轴线平行，打磨头(1)和加工工件(6)按相反方向旋转运动；打磨头(1)沿y方向以速度Vy运动，当Fy≥N3时，Vy降低到0，打磨头(1)开始沿着x方向以速度Vx向前运动；打磨中保持N3≤Fy≤N4且N1≤Fx≤N2；当打磨头(1)轴线和加工工件(6)的轴线重合时，打磨头(1)继续打磨两圈后，打磨头(1)停止旋转。本发明提供的打磨方法具有效率高、打磨产品质量一致性好等优点，适用于包括刚性和柔性回转体壁面的打磨。

主权项

1.一种圆弧头回转体内壁面自适应打磨方法，其特征在于，打磨头(1)为圆弧头回转体，打磨头(1)通过连杆(2)与伺服电机(3)连接，打磨头(1)、连杆(2)、伺服电机(3)整体固定在二维直线滑轨上，打磨头(1)可沿着平行于打磨头(1)轴线的x维度运动，也可沿着垂直于打磨头(1)轴线的y维度运动，其中打磨头(1)在x维度向着加工工件(6)运动定义为正x方向，远离加工工件(6)的运动定义为反x方向，其中打磨头(1)在y维度远离加工工件(6)轴心运动定义为正y方向，靠近加工工件(6)轴心的运动定义为反y方向，打磨头(1)的轴线和加工工件(6)的轴线均落在x维度和y维度形成的二维平面上；在x维度，伺服电机(3)和工作台之间设置弹簧一(4)；在y维度，伺服电机(3)和工作台之间设置弹簧二(5)，圆弧头回转体内壁面自适应打磨过程包括以下步骤：A、设定打磨接触力范围：接触力范围通过实验测试确定，首先、打磨头(1)与加工工件(6)置于同轴，且打磨头(1)与加工工件(6)底端接触，x方向接触力Fx从0起，以离散形式逐渐提高接触力Fx，每提高一档接触力，打磨头(1)以30rpm转速旋转两转，然后观察或检测打磨效果，在合格打磨效果范围内，确定接触力Fx最小值N1和接触力Fx最大值N2；然后、保持打磨头(1)顶端面与加工工件(6)非接触，打磨头(1)侧面全部与加工工件(6)接触，y方向接触力Fy从0起，以离散形式逐渐提高接触力Fy，每提高一档接触力，打磨头(1)以30rpm转速旋转两转，然后观察或检测打磨效果，在合格打磨效果范围内，确定接触力Fy最小值N3和接触力Fy最大值N4；B、设定相对运动速度：保持打磨头(1)和加工工件(6)轴线平行，打磨头(1)轴线和加工工件(6)轴线之间的垂直距离大于打磨头(1)最大截面直径的一半，打磨头(1)和加工工件(6)旋转方向相反，相对转速≤200rpm；C、设定初始位置：保持加工工件(6)匀速旋转，加工工件(6)在沿轴线方向不发生位移，打磨头(1)在保持匀速旋转的同时，沿x方向匀速向加工工件(6)移动，打磨头(1)最大直径截面与加工工件(6)口部平齐时，打磨头(1)继续向前移动d距离，d>0，且打磨头(1)未完全进入加工工件(6)，停止打磨头(1)在x方向的移动；D、开始打磨：打磨头(1)沿y方向以速度Vy向回转体运动，当y方向力传感器检测到接触力Fy≥N3时，Vy降低到0，打磨头(1)开始沿着x方向以速度Vx运动，在此过程中打磨头(1)和加工工件(6)始终保持旋转运动；E、自适应调节：打磨头(1)沿x方向运动的同时，y方向接触力Fy小于N3时，打磨头(1)向着y方向运动，当接触力Fy大于N4时，打磨头(1)向y方向相反方向移动；y方向接触力N3≤Fy≤N4时，打磨头(1)保持速度Vx继续沿x方向运动；Fx＞N2时，打磨头(1)停止x方向运动，沿着与y方向相反的方向以速度‑Vy运动，保持N1≤Fx≤N2；此时，在y维度上打磨头(1)只能沿着与y方向相反的方向运动，即使Fy＜N3，打磨头(1)也只能沿着与y方向相反的方向运动；然后，当Fx＜N1时，打磨头(1)继续沿x方向运动直到Fx≥N1时停止沿x方向运动；然后，当打磨头(1)轴线和加工工件(6)的轴线重合时，打磨头(1)继续打磨两圈后，打磨头(1)停止旋转，并沿着与x方向相反的方向退出加工工件(6)。