一種數(shù)控外圓磨床的雙測(cè)速安全保護(hù)裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種數(shù)控外圓磨床的雙測(cè)速安全保護(hù)裝置，包括與砂輪同軸安裝的第一發(fā)信凸輪及與第一發(fā)信凸輪對(duì)應(yīng)的第一測(cè)速傳感器，與工件同軸安裝的第二發(fā)信凸輪及與第二發(fā)信凸輪對(duì)應(yīng)的第二測(cè)速傳感器；第一測(cè)速傳感器和第二測(cè)速傳感器分別與第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器連接，第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器通過(guò)各自的IO接口與邏輯控制器連接，邏輯控制器與控制砂輪移動(dòng)伺服電機(jī)的NC控制系統(tǒng)連接。所述的第一測(cè)速傳感器和第二測(cè)速傳感器是感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型專利技術(shù)通過(guò)兩套發(fā)信凸輪和測(cè)速傳感器同時(shí)對(duì)砂輪主軸和工件兩者的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)數(shù)控外圓磨床在加工過(guò)程中，任何一套檢測(cè)到速度過(guò)低時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將砂輪主軸快退至安全位置。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

—種數(shù)控外圓磨床的雙測(cè)速安全保護(hù)裝置
本技術(shù)涉及一種數(shù)控外圓磨床的雙測(cè)速安全保護(hù)裝置，屬于數(shù)控機(jī)床在軸類工件加工過(guò)程中的防悶車
，特別是在數(shù)控外圓磨床上用來(lái)防止悶車的一種雙測(cè)速結(jié)構(gòu)及方法。
技術(shù)介紹
數(shù)控外圓磨床是用于磨削軸類工件軸頸外圓的加工設(shè)備，在制造行業(yè)被廣泛使用。這類設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生一個(gè)問(wèn)題，就是在自動(dòng)加工過(guò)程中受一些事先未知的因素的影響，如皮帶打滑或疲勞斷裂、工件毛坯表面有凸起或材質(zhì)過(guò)硬、砂輪材質(zhì)異常、砂輪外表面沒(méi)有修整好、進(jìn)給速度異常等，使得旋轉(zhuǎn)的砂輪或者旋轉(zhuǎn)的工件大幅降速，而此時(shí)砂輪主軸仍然在繼續(xù)進(jìn)給，從而造成悶車故障。悶車故障會(huì)造成砂輪主軸被研壞、或者工件被磨廢，甚至出現(xiàn)砂輪爆裂的危險(xiǎn)情況，對(duì)設(shè)備造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)操作工的人身安全也造成威脅。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是設(shè)計(jì)一種數(shù)控外圓磨床的雙測(cè)速安全保護(hù)裝置，對(duì)加工過(guò)程中的砂輪主軸和工件的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)兩者之一的轉(zhuǎn)速大幅降低時(shí)，砂輪主軸會(huì)立即自動(dòng)退回到安全位置，從而有效的避免了悶車故障。本技術(shù)的技術(shù)方案本技術(shù)的一種數(shù)控外圓磨床的雙測(cè)速安全保護(hù)裝置包括與砂輪同軸安裝的第一發(fā)信凸輪及與第一發(fā)信凸輪對(duì)應(yīng)的第一測(cè)速傳感器，與工件同軸安裝的第二發(fā)信凸輪及與第二發(fā)信凸輪對(duì)應(yīng)的第二測(cè)速傳感器；第一測(cè)速傳感器和第二測(cè)速傳感器分別與第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器連接，第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器通過(guò)各自的IO接口與邏輯控制器連接，邏輯控制器與控制砂輪移動(dòng)伺服電機(jī)的NC控制系統(tǒng)連接。所述的第一測(cè)速傳感器和第二測(cè)速傳感器是感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)。所述的第一發(fā)信凸輪和第二發(fā)信凸輪的發(fā)信齒數(shù)m為偶數(shù)，優(yōu)選m為2或4或6。所述的第一測(cè)速傳感器和第二測(cè)速傳感器與第一發(fā)信凸輪和第二發(fā)信凸輪的發(fā)信齒的距離dl = O. 5 O. 8Sn，Sn為測(cè)速傳感器的額定檢測(cè)距離。所述的第一發(fā)信凸輪和第二發(fā)信凸輪的發(fā)信齒的高度d2 = 10 20mm。本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)數(shù)控外圓磨床在加工過(guò)程中受一些事先未知的因素的影響而有可能造成悶車時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將砂輪主軸快退至安全位置，整個(gè)過(guò)程自動(dòng)完成，不需要操作人員的干預(yù)，從而有效的防止了悶車，保障了設(shè)備和操作人員的安全。附圖說(shuō)明圖I是本技術(shù)的機(jī)械原理示意圖。圖2是圖I中砂輪、第一發(fā)信凸輪、第一測(cè)速傳感器位置關(guān)系側(cè)視圖。工件、第二發(fā)信凸輪、第二測(cè)速傳感器位置關(guān)系也是一樣的。圖3是本技術(shù)的電路邏輯框圖。圖4是本技術(shù)的控制原理圖。圖5是邏輯控制器中觸發(fā)NC控制系統(tǒng)的中斷子程序的原理圖。具體實(shí)施方式如圖I、圖2、圖3 :本技術(shù)是一種數(shù)控外圓磨床的雙測(cè)速安全保護(hù)裝置，在砂輪I上通過(guò)聯(lián)軸器7同軸安裝的第一發(fā)信凸輪3及與第一發(fā)信凸輪3對(duì)應(yīng)的第一測(cè)速傳感器5，與工件2同軸安裝的第二發(fā)信凸輪4及與第二發(fā)信凸輪4對(duì)應(yīng)的第二測(cè)速傳感器6 ； 第一測(cè)速傳感器5和第二測(cè)速傳感器6分別與第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器連接，第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器通過(guò)各自的IO接口與邏輯控制器連接，邏輯控制器與控制砂輪移動(dòng)伺服電機(jī)的NC控制系統(tǒng)連接。所述的第一測(cè)速傳感器5和第二測(cè)速傳感器6是感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)。所述的第一發(fā)信凸輪3和第二發(fā)信凸輪4的發(fā)信齒數(shù)m為偶數(shù)，優(yōu)選2或4或6。所述的第一測(cè)速傳感器5和第二測(cè)速傳感器6與第一發(fā)信凸輪3和第二發(fā)信凸輪4的發(fā)信齒的距離dl = O. 5 O. 8Sn，Sn為測(cè)速傳感器的額定檢測(cè)距離。邏輯控制器可以是PLC、單片機(jī)或其它邏輯芯片。根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)證明，當(dāng)砂輪和工件之一在轉(zhuǎn)速降為正常轉(zhuǎn)速的75%之前，立即將砂輪快速退回到安全位置，砂輪和工件是不會(huì)被損壞的。也就是說(shuō)砂輪表面仍然是均勻的， 工件表面沒(méi)有灼燒或多邊型。因此，我們?cè)O(shè)定轉(zhuǎn)速監(jiān)控器的最低安全轉(zhuǎn)速值時(shí)，將其設(shè)為正常轉(zhuǎn)速下的75%，是安全可靠的。例如一臺(tái)數(shù)控外圓磨床，正常情況下，砂輪轉(zhuǎn)速為1700轉(zhuǎn)/分，工件轉(zhuǎn)速為 60轉(zhuǎn)/分。根據(jù)以上的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將砂輪轉(zhuǎn)速監(jiān)控器中的最低轉(zhuǎn)速設(shè)為1275轉(zhuǎn)/分， 將砂輪轉(zhuǎn)速監(jiān)控器中的最低轉(zhuǎn)速設(shè)為45轉(zhuǎn)/分。如圖2 :感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)與發(fā)信凸輪之間的間距dl的是一個(gè)很重要的參數(shù)，該距離決定了轉(zhuǎn)速檢測(cè)的準(zhǔn)確性。間距過(guò)小，旋轉(zhuǎn)的發(fā)信凸輪容易碰到接近開(kāi)關(guān)，從而破壞接近開(kāi)關(guān)；間距過(guò)大，凸輪轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)不能夠準(zhǔn)確發(fā)出，從而影響轉(zhuǎn)速的檢測(cè)。所述的第一發(fā)信凸輪和第二發(fā)信凸輪的發(fā)信齒的高度d2 = 10 20mm。根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)證明，當(dāng)dl=0. 5 O. SSn (Sn為接近開(kāi)關(guān)的額定檢測(cè)距離)，即兩者之間的間距為接近開(kāi)關(guān)的額定檢測(cè)距離的O. 5 O. 8倍時(shí)，檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速準(zhǔn)確穩(wěn)定。感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)頻率的選擇要根據(jù)發(fā)信凸輪一周的齒數(shù)m和砂輪、工件的最高轉(zhuǎn)速η來(lái)選擇合適的開(kāi)關(guān)頻率 f的感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)。例如凸輪一周的齒數(shù)m=6，砂輪最高轉(zhuǎn)速n=5000轉(zhuǎn)/分，則開(kāi)關(guān)頻率=500HZ，那么應(yīng)當(dāng)選擇開(kāi)關(guān)頻率不低于500HZ的感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)。感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)的線數(shù)建議選用三線式PNP或NPN接近開(kāi)關(guān)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的使用情況看，三線式的接近開(kāi)關(guān)比兩線式接近開(kāi)關(guān)測(cè)速的誤差小，更準(zhǔn)確穩(wěn)定。因?yàn)槟ハ骷庸ぶ卸即嬖诶鋮s液，而冷卻液屬于化學(xué)試劑。如果接近開(kāi)關(guān)靠近冷卻液的話，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)造成接近開(kāi)關(guān)的腐蝕損壞。因此應(yīng)當(dāng)將接近開(kāi)關(guān)安裝在遠(yuǎn)離冷卻液的較為干燥的地方，這樣有利于接近開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)期正常使用。為了使砂輪主軸和工件在安裝了發(fā)信凸輪后能夠保持平衡，應(yīng)當(dāng)使齒數(shù)為偶數(shù)， 且對(duì)稱制作。對(duì)于轉(zhuǎn)速高(3000轉(zhuǎn)/分以上)的砂輪主軸，在安裝了發(fā)信凸輪后，還需要對(duì)砂輪主軸、發(fā)信凸輪和聯(lián)軸器整體進(jìn)行動(dòng)平衡處理(打孔或加平衡塊)，這樣才能在安裝了發(fā)信凸輪后不增加原砂輪主軸的不平衡量。下面結(jié)合圖4、圖5對(duì)本技術(shù)的工作過(guò)程做進(jìn)一步的闡述I)在數(shù)控外圓磨床的自動(dòng)加工運(yùn)行過(guò)程中，與砂輪主軸、工件同軸連接的第一發(fā)信凸輪和第二發(fā)信凸輪也分別以與砂輪主軸、工件同軸同樣的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，測(cè)速傳感器檢測(cè)發(fā)信凸輪外圓的凸凹面，測(cè)速傳感器發(fā)出與發(fā)信凸輪外圓凸凹面?zhèn)€數(shù)對(duì)應(yīng)的0-1-0-1的脈沖信號(hào)，分別傳送到第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器；2)第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器對(duì)0-1-0-1的脈沖信號(hào)進(jìn)行處理，得出當(dāng)前實(shí)時(shí)的實(shí)際轉(zhuǎn)速；3)第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器分別將各自的實(shí)際轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速設(shè)定值進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速值低于最低轉(zhuǎn)速設(shè)定值且持續(xù)O. 5 I秒時(shí)，發(fā)出“轉(zhuǎn)速低”信號(hào)給邏輯控制器；4)邏輯控制器接收砂輪主軸轉(zhuǎn)速和工件轉(zhuǎn)速信號(hào)，當(dāng)受到任意一個(gè)的“轉(zhuǎn)速低”信號(hào)后，由邏輯控制器進(jìn)行程序處理，發(fā)出接口信號(hào)給NC控制系統(tǒng)，NC控制系統(tǒng)的中斷子程序被激活；5)NC控制系統(tǒng)停止當(dāng)前加工進(jìn)程，執(zhí)行中斷子程序，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)將砂輪主軸快速后退至安全位置，同時(shí)在屏幕上給出報(bào)警信息。這樣就自動(dòng)有效的防止了悶車故障。所述的轉(zhuǎn)速監(jiān)控器中設(shè)定的砂輪和工件的最低安全轉(zhuǎn)速值為正常轉(zhuǎn)速的75%。“瞬間轉(zhuǎn)速過(guò)低”這種情況的處理由于某些偶然因素的出現(xiàn)(如砂輪或工件材質(zhì)等)，會(huì)導(dǎo)致瞬間轉(zhuǎn)速過(guò)低的情況， 這時(shí)轉(zhuǎn)速監(jiān)控器也會(huì)發(fā)出瞬間的“轉(zhuǎn)速低”信號(hào)，系統(tǒng)也會(huì)中止當(dāng)前加工并使砂輪快退到安全位。但這種情況下是允許繼續(xù)進(jìn)行加工的。對(duì)于這種情況，我們可以在轉(zhuǎn)速監(jiān)控器中加入一個(gè)很短的延時(shí)時(shí)間O. 5秒。當(dāng)實(shí)際轉(zhuǎn)速低于本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種數(shù)控外圓磨床的雙測(cè)速安全保護(hù)裝置，包括與砂輪同軸安裝的第一發(fā)信凸輪及與第一發(fā)信凸輪對(duì)應(yīng)的第一測(cè)速傳感器，與工件同軸安裝的第二發(fā)信凸輪及與第二發(fā)信凸輪對(duì)應(yīng)的第二測(cè)速傳感器；第一測(cè)速傳感器和第二測(cè)速傳感器分別與第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器連接，第一轉(zhuǎn)速監(jiān)控器和第二轉(zhuǎn)速監(jiān)控器通過(guò)各自的IO接口與邏輯控制器連接，邏輯控制器與控制砂輪移動(dòng)伺服電機(jī)的NC控制系統(tǒng)連接。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：左敬飛，孫衛(wèi)軍，魏瑋，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：