一种寻迹法砂轮对刀方法及系统技术方案

本发明专利技术属于超硬材料砂轮磨削加工技术领域，具体涉及一种寻迹法砂轮对刀方法及系统。包括以下步骤：（1）将直径为D0的砂轮标样固定在主轴上，调整激光位移传感器与砂轮标样的位置L0，将D0和L0信息输入寻迹法系统软件，设置激光位移传感器的激光束直径（2）开启激光位移传感器，调整砂轮的位置，使激光束打在砂轮外圆边缘内，并设定安全距离S（3）输入砂轮直径D，如果D大于D0，则控制系统驱动砂轮向远离激光束的方向移动D‑D0；如果D小于D0，则控制系统驱动砂轮向靠近激光束的方向移动D0‑D（4）点击对刀按钮，通过激光位移传感器判断位移的反馈值L（5）根据寻找出的砂轮最大直径处的坐标值，设定机床的对刀起始点。

A tracing method and system for tool setting of grinding wheel

The invention belongs to the grinding field of superhard material grinding wheel, in particular relates to a tracing method, a tool setting method and a grinding wheel system. Includes the following steps: (1) the D0 standard wheel is fixed on the main shaft diameter, the position adjustment of L0 laser displacement sensor and wheel standard sample, the input D0 and L0 information tracing system software, the laser beam diameter is provided with a laser displacement sensor (2) to open the laser displacement sensor, adjusting wheel the position of the laser beam in the cylindrical grinding wheel edge, and set the safety distance of S (3) input wheel diameter is D, if D is greater than D0, the control system of grinding wheel driven mobile D D0 away from the direction of the laser beam; if D is less than D0, then the control system to drive the grinding wheel near the laser beam the direction of mobile D0 D (4) click on the button, the displacement of the judgment feedback value by L laser displacement sensor (5) according to the coordinate position of the maximum diameter of the grinding wheel to find out the value of the starting point of the machine tool set.

【技术实现步骤摘要】
一种寻迹法砂轮对刀方法及系统
本专利技术属于超硬材料砂轮磨削加工
，具体涉及一种寻迹法砂轮对刀方法及系统。
技术介绍
磨削加工作为一种高精度加工技术，其发展方向已在高效、精密及超硬磨料等领域形成齐头并进、相互关联的趋势。超硬磨料的出现与发展为扩大磨削加工应用范围和促进高效磨削加工发展创造了条件，磨削加工的应用研究正朝着精密、高效的方向发展。磨床的对刀是磨削加工过程中很重要的环节，对刀的精度会直接影响工件的加工质量，目前常见的声音和火花判别法需要靠有经验的操作工人师傅才能判别对刀起始点，由于人为因素存在一定的误差，且容易受到环境噪声干扰；利用塞尺或纸张预留对刀距离的方法，容易造成砂轮撞伤工件，所以只好牺牲加工效率，预留大量的对刀距离，加工效率较低。传统对刀的方法不能满足精密高效磨削的加工需要，这也是现有技术的不足之处。申请号为CN201610588655.4的专利提供了一种利用砂轮表面最高点对刀的精密修整对刀方法，采集砂轮径向的最高点作为对刀起点，提高了精密修整对刀精度，但由于采集的最高点仅仅是砂轮某一个圆周上圆环的数据，不是砂轮表面的最大外圆处，不能精确反映砂轮与工件的接触位置坐标，存在一定的误差。申请号为200810306601.X的专利提供了一种多轴数控机床刀具的补偿系统方法，减少了多个刀具磨损不一致造成的系统误差，但仅仅是检测了刀具的长度，并没有刀具的直径、角度等磨损因素数据。申请号为CN201510969108.6的专利提供了一种加工中心刀具在线磨损补偿的方法，在刀具低速旋转时，测量出刀具的X、Y、Z三个方向的尺寸变化，输入系统，补偿加工参数。该方法未在低速旋转下测量，未考虑高速旋转下砂轮的膨胀、变形等因素，适合于钻铣床的加工，不适合于砂轮磨削精密对刀。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种寻迹法砂轮对刀方法及系统，提高砂轮的对刀精度和效率，避免砂轮损伤工件。本专利技术的目的是以下述方式实现的：一种寻迹法砂轮对刀方法,包括以下步骤：（1）将一个直径为D0的砂轮标样固定在主轴上，调整好激光位移传感器与砂轮标样的位置L0后，将砂轮标样的直径D0和砂轮标样与激光位移传感器的相对位置L0信息输入寻迹法系统软件，作为计算判断依据，并设置激光位移传感器的激光束直径；（2）开启激光位移传感器，调整砂轮的位置，使激光束打在砂轮外圆边缘内，并设定安全距离S，砂轮在安全距离S内快速移动；（3）输入砂轮直径D，如果D大于D0，则控制系统驱动砂轮向远离激光束的方向移动D-D0；如果D小于D0，则控制系统驱动砂轮向靠近激光束的方向移动D0-D；（4）点击对刀按钮，通过激光位移传感器判断位移的反馈值L，判定过程如下：1）如果L0-2dg<L<L0+2dg，其中dg为磨粒直径，则判定为激光位移传感器的激光束打在砂轮上，在安全距离内，这时反馈回机床控制器，砂轮快速移动，使得激光束快速寻找到砂轮的外圆；2）如果L0+2dg<L≤L0+T，T为砂轮厚度，则判定为激光位移传感器的激光束打在砂轮外圆的某颗磨粒上，这时反馈回机床控制器，砂轮微米级精度进给，如果超出范围后，返回上一点，直至精度控制在2μm以内，点击确认后，完成对刀过程；3）如果L>L0+T，则判定为激光位移传感器的激光束已经越过砂轮了，这时反馈回机床控制器，需要砂轮返回至上一个坐标，直至寻找出砂轮的最大直径处的坐标值，最后取最优解；（5）根据寻找出的砂轮最大直径处的坐标值，设定机床的对刀起始点，即作为磨削程序的砂轮与工件接触的起始点。所述步骤（1）中所述激光束直径不大于磨粒直径的1/3。所述步骤（2）中所述激光束打在砂轮外圆边缘内1～2mm处。一种寻迹法砂轮对刀系统，包括安装在主轴上的砂轮和固定或内置在机床上的激光位移传感器，激光位移传感器位于砂轮的轴向方向，激光位移传感器将砂轮与激光位移传感器的相对位置信息反馈至寻迹法系统软件，寻迹法系统软件作出计算判断后将判定结果反馈至机床数控系统，机床数控系统控制砂轮移动。本专利技术的有益效果是：采用激光位移传感器，实现砂轮磨削过程中的快速对刀，采用这种新方法能提高砂轮的对刀精度和效率，避免砂轮损伤工件，可以将半小时甚至几小时才能完成的对刀工作，缩短到1-3分钟内完成，从而显著提高精密磨削加工效率；可以在高速磨床上迅速、精确找到砂轮的对刀起始点，提高了高速磨削的精度和效率。附图说明图1是对刀系统安装示意图。图2是对刀逻辑判断示意图。图3是对刀系统界面示意图。具体实施方式如图1～3所示，一种寻迹法砂轮对刀方法,包括以下步骤：（1）将一个直径为D0的砂轮标样固定在主轴1上，调整好激光位移传感器与砂轮标样的位置L0后，将砂轮标样的直径D0和砂轮标样与激光位移传感器的相对位置L0信息输入寻迹法系统软件，作为计算判断依据，并设置激光位移传感器的激光束直径,为了减小误差，激光位移传感器的激光束直径最好小一些，一般不要超过磨粒直径的1/3，对于磨粒较细的砂轮，可以选择最小激光束直径，一般推荐激光束直径20μm；（2）开启激光位移传感器，调整砂轮的位置，使激光束打在砂轮外圆边缘内1～2mm处，并设定安全距离S，砂轮在安全距离S内快速移动；（3）输入砂轮直径D，如果D大于D0，则控制系统驱动砂轮向远离激光束的方向移动D-D0；如果D小于D0，则控制系统驱动砂轮向靠近激光束的方向移动D0-D；（4）点击对刀按钮，通过激光位移传感器判断位移的反馈值L，判定过程如下：1）如果L0-2dg<L<L0+2dg，其中dg为磨粒直径，则判定为激光位移传感器的激光束打在砂轮上，在安全距离内，这时反馈回机床控制器，砂轮快速移动，使得激光束快速寻找到砂轮的外圆；2）如果L0+2dg<L≤L0+T，T为砂轮厚度，则判定为激光位移传感器的激光束打在砂轮外圆的某颗磨粒上，这时反馈回机床控制器，砂轮微米级精度进给，如果超出范围后，返回上一点，直至精度控制在2μm以内，点击确认后，完成对刀过程；3）如果L>L0+T，则判定为激光位移传感器的激光束已经越过砂轮了，这时反馈回机床控制器，需要砂轮返回至上一个坐标，直至寻找出砂轮的最大直径处的坐标值，最后取最优解；（5）根据寻找出的砂轮最大直径处的坐标值，设定机床的对刀起始点，即作为磨削程序的砂轮与工件接触的起始点，遇到紧急情况，请迅速按下程序急停键或机床急停键；（6）输入工件磨削处的直径Dw，开启数控程序，开始磨削工件。一种寻迹法砂轮对刀系统，包括安装在主轴1上的砂轮2和固定或内置在机床上的激光位移传感器3，激光位移传感器3位于砂轮2的轴向方向，以便激光能够打在砂轮的边缘处，激光位移传感器3将砂轮2与激光位移传感器3的相对位置信息反馈至寻迹法系统软件4，寻迹法系统软件4作出计算判断后将判定结果反馈至机床数控系统5，机床数控系统5控制砂轮2移动。本专利技术基于激光位移传感器测位移的原理，通过计算机程序判定砂轮的最大外圆坐标值，在线反馈回机床数控程序，避免人工手动输入数据很容易产生人为失误，造成数据的错误从而影响产品的加工，并将最大外圆坐标值作为砂轮磨削对刀的起始点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种寻迹法砂轮对刀方法,其特征在于，包括以下步骤：（1）将一个直径为D0的砂轮标样固定在主轴上，调整好激光位移传感器与砂轮标样的位置L0后，将砂轮标样的直径D0和砂轮标样与激光位移传感器的相对位置L0信息输入寻迹法系统软件，作为计算判断依据，并设置激光位移传感器的激光束直径；（2）开启激光位移传感器，调整砂轮的位置，使激光束打在砂轮外圆边缘内，并设定安全距离S，砂轮在安全距离S内快速移动；（3）输入砂轮直径D，如果D大于D0，则控制系统驱动砂轮向远离激光束的方向移动D‑D0；如果D小于D0，则控制系统驱动砂轮向靠近激光束的方向移动D0‑D；（4）点击对刀按钮，通过激光位移传感器判断位移的反馈值L，判定过程如下：1）如果L0‑2dg<L<L0+2dg，其中dg为磨粒直径，则判定为激光位移传感器的激光束打在砂轮上，在安全距离内，这时反馈回机床控制器，砂轮快速移动，使得激光束快速寻找到砂轮的外圆；2）如果L0+2dg<L≤L0+T，T为砂轮厚度，则判定为激光位移传感器的激光束打在砂轮外圆的某颗磨粒上，这时反馈回机床控制器，砂轮微米级精度进给，如果超出范围后，返回上一点，直至精度控制在2μm以内，点击确认后，完成对刀过程；3）如果L>L0+T，则判定为激光位移传感器的激光束已经越过砂轮了，这时反馈回机床控制器，需要砂轮返回至上一个坐标，直至寻找出砂轮的最大直径处的坐标值，最后取最优解；（5）根据寻找出的砂轮最大直径处的坐标值，设定机床的对刀起始点，即作为磨削程序的砂轮与工件接触的起始点。...

【技术特征摘要】
1.一种寻迹法砂轮对刀方法,其特征在于，包括以下步骤：（1）将一个直径为D0的砂轮标样固定在主轴上，调整好激光位移传感器与砂轮标样的位置L0后，将砂轮标样的直径D0和砂轮标样与激光位移传感器的相对位置L0信息输入寻迹法系统软件，作为计算判断依据，并设置激光位移传感器的激光束直径；（2）开启激光位移传感器，调整砂轮的位置，使激光束打在砂轮外圆边缘内，并设定安全距离S，砂轮在安全距离S内快速移动；（3）输入砂轮直径D，如果D大于D0，则控制系统驱动砂轮向远离激光束的方向移动D-D0；如果D小于D0，则控制系统驱动砂轮向靠近激光束的方向移动D0-D；（4）点击对刀按钮，通过激光位移传感器判断位移的反馈值L，判定过程如下：1）如果L0-2dg<L<L0+2dg，其中dg为磨粒直径，则判定为激光位移传感器的激光束打在砂轮上，在安全距离内，这时反馈回机床控制器，砂轮快速移动，使得激光束快速寻找到砂轮的外圆；2）如果L0+2dg<L≤L0+T，T为砂轮厚度，则判定为激光位移传感器的激光束打在砂轮外圆的某颗磨...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建辉，师超钰，
申请(专利权)人：郑州磨料磨具磨削研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41