一种锥形缸孔的智能珩磨控制实现方法技术

本发明专利技术公开了一种锥形缸孔的智能珩磨控制实现方法。珩磨加工是一种使缸孔内壁达到高精度、高表面质量、高寿命的加工方法，可以提高尺寸精度、形状精度，数控系统中常用的缸孔加工方法采用往复运动控制方法，珩磨过程中，珩磨头连接在主轴下端，珩磨头外圆周粘结的砂条张开，紧贴缸孔内壁，跟随主轴的上下往复进给，同时旋转，从而使缸孔内壁加工成垂直圆柱形，且内壁产生规则的网纹。本发明专利技术公开了一种加工非圆柱形缸孔，即锥形缸孔内壁网纹的方法。首先，该方法不需要修改传统的圆柱形缸孔珩磨加工控制软件结构，即可实现锥形缸孔的珩磨加工；其次，该方法可以灵活的调整珩磨加工参数，实现不同类型锥形缸孔的珩磨加工。实现不同类型锥形缸孔的珩磨加工。实现不同类型锥形缸孔的珩磨加工。

【技术实现步骤摘要】
一种锥形缸孔的智能珩磨控制实现方法


[0001]本专利技术涉及数控系统控制
，具体涉及一种锥形缸孔的智能珩磨控制实现方法。

技术介绍

[0002]如图1为普通珩磨运动的原理示意图，往复运动控制是珩磨加工中最基本，也是最重要的一种控制过程，图1中主轴下端连接珩磨头,珩磨头砂条在外部压力驱动下膨胀,紧贴内孔壁,跟随主轴在内孔做旋转运动，并在内孔内垂直方向作往复运动。珩磨往复控制手段的好坏直接决定了珩磨加工的精度和效率，珩磨往复后形成的交叉网纹，对发动机缸体或者缸套起到特有的含油润滑作用，大大改善了高速运动时耦合件的工作条件，对提高其运行速度、使用寿命和节约能源都起着关键作用。在数控系统中，采用科学的往复控制技术可以提高珩磨加工的精度。
[0003]在数控系统的珩磨控制加工过程中，最常用的珩磨往复控制方式就是以往复上换向位作为珩磨头正向往复的起点，往复下换向位作为珩磨头正向往复的终点。以往复下换向位作为珩磨头反向往复的起点，往复上换向位作为珩磨头反向往复的终点。以从上向下往复运动定义为正向往复，以从下往上往复运动定义为反向往复，在珩磨运动的控制过程中，珩磨头的上换向位、下换向位均不发生变化，因此，采用此种方法进行珩磨加工，可以得到良好的加工内表面圆柱孔，提高内孔的圆度。
[0004]缸孔和活塞在配合运动的过程中，由于发热变形，会使缸孔的各截面的直径发生变化，产生一定的锥度，因此，为了避免发热产生的锥度对活塞的运动造成影响，降低活塞的使用寿命和使用功效，可以在缸孔珩磨过程中，先珩磨出一定的锥度，使发热容易变形部分的直径小，不易变形部分直径大。使缸孔在实际运动过程中，发热高，容易变形的部分位置膨胀，使缸孔直径小的部位增大，从而使缸孔在和活塞配合运动的过程中保持良好的圆柱度，提高活塞的使用寿命和功效。

技术实现思路

[0005]为了克服普通珩磨加工无法珩磨出一定锥度的缸孔的不足，本专利技术提供一种数控系统中的锥形珩磨控制往复运动控制方法，该方法是在普通数控珩磨控制(如图4)软件架构基础上进行二次开发，能够方便的实现高精度的锥形珩磨往复控制，且无需增加硬件成本。
[0006]本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：
[0007]一种锥形缸孔的智能珩磨控制实现方法，所述智能珩磨控制实现方法包括以下步骤：
[0008]S1、确定锥形缸孔的高度L、内孔底圆直径d、锥度要求C，则内孔上端圆孔直径D计算如下：
[0009]D＝C
×
L+d
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(1)；
[0010]S2、进行珩磨测试，确定在设定磨头压力下，珩磨头旋转一个珩磨往复行程，珩磨砂条对缸孔内壁的磨削量σ0；
[0011]S3、设定锥形珩磨参数形成珩磨往复控制数据，所述锥形珩磨参数包括：锥形缸孔高度L、内孔底圆直径d、锥度要求C、珩磨往复结束控制距离Df、每一个截面对应下换向位位置需要珩磨的往复次数k、珩磨初次下换向位位置Pend0、以及珩磨运动的加减速参数，在珩磨往复运动控制过程中，约定珩磨的起始位置为上换向位，从上换向位垂直向下运动到下换向位为正向，从下换向位垂直向上运动到上换向位为反向，初次下换向位位置Pend0为负坐标值；
[0012]S4、确定锥形内孔的总磨削量σ，公式如下：
[0013]σ＝(D
‑
d)/2
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(2)；
[0014]S5、确定初次上换向位Pst0:
[0015]Pst0＝Pend0+L
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(3)；
[0016]S6、根据锥形缸孔的加工要求，确定珩磨往复下换向位调整的截面位置次数n；
[0017]S7、确定不同截面位置的下换向位调整距离Dend
m
，m为大于等于零的正整数，m表示第m次下换向位调整截面；
[0018]S8、根据锥形控制数据，从上换向位开始往下进行锥形缸孔珩磨往复加工控制；
[0019]S9、根据珩磨往复结束控制距离Df，控制锥形缸孔珩磨结束。
[0020]进一步地，所述步骤S6中，根据锥度要求C、每一个截面对应下换向位位置需要珩磨的往复次数k、一个珩磨往复行程对缸孔内壁的磨削量σ0，计算出锥度珩磨过程中，珩磨往复过程中不同的截面位置次数n，得到珩磨往复需要调整下换向位置的次数，为每次计算下换向位位置调整距离提供具体量。n计算过程如下：
[0021][0022]根据锥形缸孔高度L，截面位置次数n，计算出每次下换向位调整截面的距离Dend
m
，从而确定每个截面位置对应的下换向位位置。
[0023]进一步地，所述步骤S7中，第m次下换向位调整截面的调整距离Dend
m
计算过程如下：
[0024]根据锥形缸孔高度L，截面位置次数n，确定每次下换向位调整截面的位置Dend
m
：
[0025]当m＝0时，表示初次，Dend0＝0；
[0026]当0<m<n时，当0<m<n时，表示对元素向下取整操作。
[0027]进一步地，根据珩磨往复的初次上换向位Pst0、初次下换向位Pend0、珩磨往复下换向位调整距离Dend
m
、珩磨次数k，珩磨出第m次的锥形缸孔。所述步骤S8过程如下：
[0028]S81、进行珩磨往复行程数据读取，珩磨往复的初次上换向位Pst0、初次下换向位Pend0；
[0029]S82、进行锥形珩磨处理，根据珩磨往复下换向位调整距离Dend
m
，计算当前截面珩磨往复的正向终点Pend
m
，公式如下：
[0030]Pend
m
＝Pend0+Dend
m
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(5)；
[0031]S83、更新珩磨往复的正向终点位置、反向终点位置，即正向下换向位Pend
m
，反向终点位置Pst0；
[0032]S84、珩磨往复正向加减速初始化处理，为珩磨正向往复运动提供控制数据；
[0033]S85、珩磨往复正向运动控制，根据加减速参数，往复运动到终点位置Pend
m
，每个插补周期输出对应的脉冲量，发送到伺服驱动器，驱动执行机构正向运动到要求的位置；
[0034]S86、珩磨往复正向终点到达位置Pend
m
后，然后进行珩磨往复反向加减速初始化处理，为珩磨反向往复运动提供控制数据；
[0035]S87、根据Pst0指定的珩磨往复的上换向位置，进行反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锥形缸孔的智能珩磨控制实现方法，其特征在于，所述智能珩磨控制实现方法包括以下步骤：S1、确定锥形缸孔的高度L、内孔底圆直径d、锥度要求C，则内孔上端圆孔直径D计算如下：D＝C
×
L+d
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(1)；S2、进行珩磨测试，确定在设定磨头压力下，珩磨头砂条张开，旋转一个珩磨往复行程对缸孔内壁的磨削量σ0；S3、设定锥形珩磨参数形成珩磨往复控制数据，所述锥形珩磨参数包括：锥形缸孔高度L、内孔底圆直径d、锥度要求C、珩磨往复结束控制距离Df、每一个截面对应下换向位位置需要珩磨的往复次数k、珩磨初次下换向位位置Pend0以及珩磨运动的加减速参数，在珩磨往复运动控制过程中，约定珩磨的起始位置为上换向位，从上换向位垂直向下运动到下换向位为正向，从下换向位垂直向上运动到上换向位为反向，初次下换向位位置Pend0为负坐标值；S4、确定锥形内孔的总磨削量σ，公式如下：σ＝(D
‑
d)/2
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(2)；S5、确定初次上换向位Pst0:Pst0＝Pend0+L
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(3)；S6、根据锥形缸孔的加工要求，确定珩磨往复下换向位调整的截面位置次数n；S7、确定不同截面位置的下换向位调整距离Dend
m
，m为大于等于零的正整数，m表示第m次下换向位调整截面；S8、根据锥形控制数据，从上换向位开始往下进行锥形缸孔珩磨往复加工控制；S9、根据珩磨往复结束控制距离Df，控制锥形缸孔珩磨结束。2.根据权利要求1所述的一种锥形缸孔的智能珩磨控制实现方法，其特征在于，所述步骤S6中，珩磨往复过程中不同的截面位置次数n计算过程如下：根据锥度要求C、每一个截面对应下换向位位置需要珩磨的往复次数k、一个珩磨往复行程对缸孔内壁的磨削量σ0，计算不同的截面位置次数：3.根据权利要求1所述的一种锥形缸孔的智能珩磨控制实现方法，其特征在于，所述步骤S7中，第m次下换向位调整截面的调整距离Dend
m
计算过程如下：根据锥形缸孔高度L，截面位置次数n，确定每次下换向位调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴海龙，卢勇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：