一种金刚石砂轮修整机协同精密加工的控制方法技术

本发明专利技术提供一种金刚石砂轮修整机协同精密加工的控制方法，该控制方法基于一修整机装置实现，修整机装置包括复杂可编程逻辑器、功率放大回路、放电加工回路、供电回路、间隙检测回路和伺服进给控制回路；放电加工回路包括石墨轮电极和砂轮工件，间隙检测回路检测该石墨轮电极和砂轮工件之间的间隙电压；伺服进给控制回路包括伺服控制单元和工件伺服轴。本控制方法通过检测石墨轮电极和砂轮工件之间的间隙电压得到间隙电压采样值，并将该间隙电压采样值与其他参数进行实时处理和比较，从而进行短路判断处理，以及对工件伺服轴的旋转速度和实际进给速度进行实时控制；本控制方法改善了系统稳定性，提高了放电加工效率。提高了放电加工效率。提高了放电加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石砂轮修整机协同精密加工的控制方法


[0001]本专利技术涉及加工
，特别地，涉及一种金刚石砂轮修整机协同精密加工的控制方法。

技术介绍

[0002]金刚石砂轮在高速高效磨削、精密超精密磨削、成形磨削等磨削过程中，砂轮与加工工件表面会发生相互作用，导致砂轮会随着磨削过程的进行而逐渐变钝，所以为了保证磨削质量和磨削精度，需要对砂轮进行定期修整。
[0003]为了实现高效精密超精密磨削，砂轮的修整既要保证砂轮成型面良好的尺寸轮廓形貌及精度，又要实现磨料和结合剂的微量去除，因此实现砂轮高效高精度修整成为亟待解决的问题，也是国内外学者广泛关注着重研究的重要方向。
[0004]目前，市面上存在一种通过电火花加工对砂轮进行修整的修整方法；电火花加工是一种在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法；电火花修整过程中，电火花放电脉冲重复放电，在砂轮表面形成相互重叠的放电凹坑，从而逐渐将砂轮修整成特定形状；由于在电火花修整过程中，砂轮与工具电极之间没有物理接触，能够避免接触式修整振颤现象的出现，从而在保证修整精度的同时也能保证砂轮磨粒完整性。
[0005]在金刚石砂轮的电火花修整过程中，如何对系统进行控制以改善系统稳定性、提高放电加工效率，是本专利技术研究的课题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种金刚石砂轮修整机协同精密加工的控制方法。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种金刚石砂轮修整机协同精密加工的控制方法，该控制方法基于一修整机装置实现，所述修整机装置包括复杂可编程逻辑器、功率放大回路、放电加工回路、供电回路、间隙检测回路和伺服进给控制回路；所述放电加工回路包括石墨轮电极和砂轮工件，所述间隙检测回路检测该石墨轮电极和砂轮工件之间的间隙电压；所述伺服进给控制回路包括伺服控制单元和工件伺服轴；该控制方法包括以下步骤：步骤一、设置所述复杂可编程逻辑器的脉宽参数、脉间参数和电流控制参数，所述复杂可编程逻辑器根据该脉宽参数、脉间参数，并通过所述功率放大回路对所述放电加工回路输出一脉冲信号，根据该电流控制参数对所述供电回路输出一电流控制信号，所述放电加工回路根据该脉冲信号进行放电加工，所述供电回路根据该电流控制信号进行供电；设置所述伺服进给控制回路的各项参数，包括伺服反馈基准电压值、工件进给速度、工件进刀量、间隙电压采样频率、短路检测基准电压值和转速预设值；步骤二、控制所述工件伺服轴按所述工件进给速度开始进刀，并控制所述放电加
工回路按所述脉冲信号进行放电加工；控制所述间隙检测回路检测所述间隙电压，所述伺服控制单元中设有一间隙电压数据缓冲区，将每个采样周期获得的间隙电压数据存入该间隙电压数据缓冲区中，并取连续5次间隙电压数据的平均值作为间隙电压采样值；加工过程中，持续将所述间隙电压采样值与所述伺服反馈基准电压值、所述短路检测基准电压值进行比较；当所述间隙电压采样值小于或等于所述短路检测基准电压值时，触发短路判断，若判断发生短路，则停止所述放电加工回路工作，控制所述工件伺服轴退刀，并发出警报，其中退刀量为所述工件进给速度与一比例系数k1在数值上的乘积；当所述间隙电压采样值大于所述伺服反馈基准电压值时，控制所述工件伺服轴进刀；当所述间隙电压采样值大于所述短路检测基准电压值，且小于或等于所述伺服反馈基准电压值时，正常进行工作；加工过程中，所述伺服控制单元中设有一压差数据缓冲区，将所述伺服反馈基准电压值减去所述间隙电压采样值后得到的电压差值存入该压差数据缓冲区中；通过该电压差值确定所述工件伺服轴的旋转速度，当所述电压差值小于或等于零时，所述工件伺服轴的旋转速度为所述转速预设值，当所述电压差值大于零时，所述工件伺服轴的旋转速度与所述电压差值在数值上成反比，其比例系数为k2；加工过程中，通过所述电压差值确定所述工件伺服轴的实际进给速度，当所述电压差值小于或等于零时，将所述工件伺服轴的实际进给速度调整为所述工件进给速度的五十倍，当所述电压差值大于零时，所述工件伺服轴的实际进给速度与所述电压差值在数值上成反比，其比例系数为k3；步骤四、当所述工件伺服轴以实际进给速度行走的路程累计达到所述工件进刀量时，使所述工件伺服轴的实际进给速度为零，等待下一次进刀或退刀命令。
[0008]上述技术方案中的有关内容解释如下：1.上述方案中，所述伺服控制单元中设有短路标志位和短路时间累加器，上述步骤三中所述的短路判断包括如下步骤：当所述间隙电压采样值小于或等于所述短路检测基准电压值时，触发所述短路标志位置1，使所述短路时间累加器开始从零计数，其中该短路时间累加器每隔1us进行一次累加；当所述短路时间累加器中的短路累加数值小于或等于所述脉宽参数的一半时，判定为假短路，当所述短路累加数值大于所述脉宽参数的一半时，判定为短路；当所述间隙电压采样值大于所述短路检测基准电压值时，触发所述短路标志位置0，使所述短路时间累加器停止计数，同时触发所述短路时间累加器清零。
[0009]2.上述方案中，本控制方法控制所述修整机装置对所述砂轮工件依次进行粗加工、中加工和精加工。
[0010]3.上述方案中，在所述粗加工过程中，所述伺服反馈基准电压值为105V，所述工件进给速度为1mm/min，所述工件进刀量为5mm，所述间隙电压采样频率为500kHZ，所述短路检测基准电压值为5V，所述转速预设值为16r/min，所述比例系数k1为1，所述比例系数k2为
0.5，所述比例系数k3为0.5。
[0011]4.上述方案中，在所述中加工过程中，所述伺服反馈基准电压值为70V，所述工件进给速度为0.5mm/min，所述工件进刀量为5mm，所述间隙电压采样频率为500kHZ，所述短路检测基准电压值为3V，所述转速预设值为8r/min，所述比例系数k1为0.8，所述比例系数k2为0.2，所述比例系数k3为0.2。
[0012]5.上述方案中，在所述精加工过程中，所述伺服反馈基准电压值为45V，所述工件进给速度为0.2mm/min，所述工件进刀量为5mm，所述间隙电压采样频率为500kHZ，所述短路检测基准电压值为1.5V，所述转速预设值为1r/min，所述比例系数k1为0.5，所述比例系数k2为0.5，所述比例系数k3为0.5。
[0013]6.上述方案中，所述粗加工过程针对不同表面粗糙度的所述砂轮工件设有四个挡位，第一档位中所述脉宽参数设置为175us，所述脉间参数设置为50us，第二挡位中所述脉宽参数设置为150us，所述脉间参数设置为50us，第三挡位中所述脉宽参数设置为100us，所述脉间参数设置为50us，第四挡位中所述脉宽参数设置为80us，所述脉间参数设置为50us。
[0014]7.上述方案中，所述中加工过程针对不同表面粗糙度的所述砂轮工件设有三个挡位，第一档位中所述脉宽参数设置为70us，所述脉间参数设置为30us，第二挡位中所述脉宽参数设置为50us，所述脉间参数设置为30us，第三挡位中所述脉宽参数设置为30us，所述脉间参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金刚石砂轮修整机协同精密加工的控制方法，其特征在于：该控制方法基于一修整机装置实现，所述修整机装置包括复杂可编程逻辑器（1）、功率放大回路（2）、放电加工回路（3）、供电回路（4）、间隙检测回路（5）和伺服进给控制回路（6）；所述放电加工回路（3）包括石墨轮电极和砂轮工件，所述间隙检测回路（5）检测该石墨轮电极和砂轮工件之间的间隙电压；所述伺服进给控制回路（6）包括伺服控制单元和工件伺服轴；该控制方法包括以下步骤：步骤一、设置所述复杂可编程逻辑器（1）的脉宽参数、脉间参数和电流控制参数，所述复杂可编程逻辑器（1）根据该脉宽参数、脉间参数，并通过所述功率放大回路（2）对所述放电加工回路（3）输出一脉冲信号，根据该电流控制参数对所述供电回路（4）输出一电流控制信号，所述放电加工回路（3）根据该脉冲信号进行放电加工，所述供电回路（4）根据该电流控制信号进行供电；设置所述伺服进给控制回路（6）的各项参数，包括伺服反馈基准电压值（Vb）、工件进给速度、工件进刀量、间隙电压采样频率、短路检测基准电压值（Vc）和转速预设值；步骤二、控制所述工件伺服轴按所述工件进给速度开始进刀，并控制所述放电加工回路（3）按所述脉冲信号进行放电加工；控制所述间隙检测回路（5）检测所述间隙电压，所述伺服控制单元中设有一间隙电压数据缓冲区，将每个采样周期获得的间隙电压数据存入该间隙电压数据缓冲区中，并取连续5次间隙电压数据的平均值作为间隙电压采样值（Va）；步骤三、加工过程中，持续将所述间隙电压采样值（Va）与所述伺服反馈基准电压值（Vb）、所述短路检测基准电压值（Vc）进行比较；当所述间隙电压采样值（Va）小于或等于所述短路检测基准电压值（Vc）时，触发短路判断，若判断发生短路，则停止所述放电加工回路（3）工作，控制所述工件伺服轴退刀，并发出警报，其中退刀量为所述工件进给速度与一比例系数k1在数值上的乘积；当所述间隙电压采样值（Va）大于所述伺服反馈基准电压值（Vb）时，控制所述工件伺服轴进刀；当所述间隙电压采样值（Va）大于所述短路检测基准电压值（Vc），且小于或等于所述伺服反馈基准电压值（Vb）时，正常进行工作；加工过程中，所述伺服控制单元中设有一压差数据缓冲区，将所述伺服反馈基准电压值（Vb）减去所述间隙电压采样值（Va）后得到的电压差值存入该压差数据缓冲区中；通过该电压差值确定所述工件伺服轴的旋转速度，当所述电压差值小于或等于零时，所述工件伺服轴的旋转速度为所述转速预设值，当所述电压差值大于零时，所述工件伺服轴的旋转速度与所述电压差值在数值上成反比，其比例系数为k2；加工过程中，通过所述电压差值确定所述工件伺服轴的实际进给速度，当所述电压差值小于或等于零时，将所述工件伺服轴的实际进给速度调整为所述工件进给速度的五十倍，当所述电压差值大于零时，所述工件伺服轴的实际进给速度与所述电压差值在数值上成反比，其比例系数为k3；步骤四、当所述工件伺服轴以实际进给速度行走的路程累计达到所述工件进刀量时，
使所述工件伺服轴的实际进给速度为零，等待下一次进刀或退刀命令。2.根据权利要求1所述的一种金刚石砂轮修整机协同精密加工的控制方法，其特征在于：所述伺服控制单元中设有短路标志位和短路时间累加器，上述步骤三中所述的短路判断包括如下步骤：当所述间隙电压采样值（Va）小于或等于所述短路检测基准电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：季希宁，顾林峰，鱼志强，成哲，朱叶青，颜杰，王昌喜，
申请(专利权)人：苏州电加工机床研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：