工作台X轴进给速度工作台X轴*小进给当量工作台Y轴有效行程工作台Y轴进给速度工作台Y轴*小进给当量工作台C轴有效回转角工作台C轴*小回转当量滑座U轴有效行程滑座U轴进给速度滑座U轴*小进给当量。
滑座V轴有效行程滑座V轴进给速度滑座V轴*小进给当量砂轮架滑板往复行程砂轮架滑板往复次数砂轮架绕U轴有效回转角砂轮架绕V轴有效回转角砂轮直径多功能工作台主要有回转拖板、十字拖板(拖板座、中拖板及上拖板)等所组成,工作台具有纵横向运动及回转运动功能,工作台纵向轴X、工作台横向轴Y、工作台回转轴C均为数控联动轴,其中X、Y两轴互为数控插补轴。X、Y轴导轨采用直线滚动导轨副,C轴为镶钢式滑动导轨。工作台的回转拖板在十字拖板的下方,工作台的回转可改变砂轮与工件的夹角,但不影响工件的加工轨迹,在曲线轨迹连续加工的过程中可基本避免砂轮与工件的根切现象。即在加工过程中,实现砂轮磨削具有近似法向跟踪的功能。
砂轮架主要有砂轮架体壳、底座、滑板回转座及滑板等组成。砂轮架具有滑板上下往复及绕两水平轴回转等功能。滑板上下往复采用数控控制,实现往复行程、速度的精密控制。滑板可绕两水平轴回转,达到工件各种后角及拔摸斜度的加工。
砂轮架滑座位于砂轮架下,可带动砂轮架作平面运动。滑座主要有十字拖板(下拖板、中拖板及上拖板)等所组成。滑座导轨采用直线滚动导轨副,滑座的纵向轴为U轴,横向轴为V轴均为数控控制轴。
五、直线伺服电机应用与滑板上下往复运动MD9040型数字化曲线磨床首次在国内把直线电机运用于砂轮滑板的上下往复运动中。直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力装置。当直线电机三相绕组通入交变电流时,产生“行波磁场”,位于“行波磁场”中的导体因切割磁力线而感应出电流,电流与磁场相互作用便产生电磁为。采用直线电机,在使用中无磨损,无需进行传动件的维修;且直线电机采用线性位移反馈,全闭环控制,定位精度高,稳定性好。采用直线电机,传动机构简单,在该机床中由电机的运动部分直拖滑板在砂轮架上作上下往复运动,代替以往的驱动电机带动可调偏心轮旋转,再由可调偏心轮通过曲柄连杆机构带动滑板作上下往复运动的传统机构,使安装和调试得到简化。
CCD检测系统装置是由CCD系统、物镜组、光源及Z向位置调节装置所组成。应用计算机技术,对CCD采集的图像进行数字化处理,将实际数据与计算机中的理论数据进行分析比较,得出误差结果,为自动补偿提供依据。机床使用CCD图像识别检测,在工件的加工过程中,实时对工件进行监控,同时计算机运用图像处理软件对其采集的图像进行处理分析,将工件实际采样图像与理论图像进行比较,小于或缺损时(即:过线),则说明砂轮已被磨损,工件仍有余量,通知控制系统进行自动补偿,实现了在线精密检测和在线补偿的功能。应用CCD检测系统,替代光学投影检测系统,使检测结果定量化,避免了人为辨别的偏差,提高了对工件的检测精度。
MD9040型数字化曲线磨床主要用于模具和刀具等的加工,其工件材料多为硬质合金,金刚石砂轮是必不可少的切削工具。以往在国内对金刚石砂轮的修整,尤其是对金刚石砂轮的修形是个难题。现在通过上海交通大学开发的金刚石砂轮修整技术及金刚石砂轮在线修整器,即利用气体放电原理,通过电极对金刚石砂轮进行放电,使金刚石砂轮的表面软化;同时利用金刚石笔对砂轮进行修整。这种方法使金刚石砂轮的修整效果得到很大的提高,并且减缓了金刚石笔的磨损。金刚石砂轮修整器是一个独立装置,由电极、金刚石笔及驱动装置等组成,并有独立计算机控制,可进行圆弧回转和直线运动,实现修整任意半径的外圆弧或任意倾角的斜线。金刚石成型砂轮的被修整精度为(吵轮截面):圆度<0.002mm;直线度<0.002mm.八、集图像识别技术的开放式多轴数字化控制系统MD9040型数字化曲线磨床采用由上海交通大学与上海沙迪克软件有限公司自行开发的开放式多轴数控系统。开放式数控系统是开放式、高可靠、高性能、系列化、智能化、网络化数控系统的通称。其核心是开放式,即系统各模块与运行平台的无关性、系统中各模块之间的互操作性和人机界面及通信接口的统一性。
开放式数控系统有更好的适用性、柔性、扩展性,并正向智能化、网络化方向发展。
该机床充分利用开放式数控系统的优势,把多轴数字化控制与图像识别处理进行集成。机床*多可控制8根轴,其中包括7个伺服旋转电机和一个伺服直线电机,*多可实现6轴联动,并能对控制轴进行不同的组合。
组合一:平面曲线加工X、Y互为插补轴,执行工件加工轨迹运动;C为联动轴,执行磨削近似法向跟踪运动;U、V为联动轴,执行磨削加工补偿功能;Z为联动轴,执行滑板上下往复运动。
组合二:磨圆加工X、Y互为插补轴,执行工件加工轨迹运动;C为联动轴,执行磨削近似法向跟踪运动;U、V为联动轴,执行磨削加工补偿功能;A为联动轴,执行工件旋转运动。
组合三:封闭曲线加工X、Y互为插补轴,执行工件加工轨迹运动;C为联动轴,执行磨削近似法向跟踪运动;U、V为联动轴,执行磨削加工补偿功能;Z为联动轴,执行滑板上下往复运动;组合四:卧式非圆加工Y、A互为插补轴,执行工件非圆轨迹加工运动;C为联动轴,执行磨削近似法向跟踪运动;u、v为联动轴,执行磨削加工补偿功能;X为联动轴,执行工件轴向加工运动。
组合五:立式非圆加工Y、B互为插补轴,执行工件非圆轨迹加工运动;C为联动轴,执行磨削近似法向跟踪运动;u、v为联动轴,执行磨削加工补偿功能;Z为联动轴,执行滑板上下往复运动;X为控制轴,执行工件移位运动。
在多轴控制的同时,可对CCD图像进行识别处理,并作出补偿要求,实现在线检测和在线补偿的功能。该系统可以通过工业主机上的网络端口,实现对整个机床进行远程监控和控制。