一种工件顶持力自动调整方法技术

本发明专利技术公开了一种工件顶持力自动调整方法，涉及机械制造技术领域。包括以下步骤：识别匹配：通过机器视觉系统获取待加工工件相关信息；数据准备：计算顶持力F

【技术实现步骤摘要】
一种工件顶持力自动调整方法


[0001]本专利技术涉及机械制造
，具体涉及一种工件顶持力自动调整方法。

技术介绍

[0002]头架和尾架是外圆磨床中对工件起支承、定心作用的重要功能部件。顶持磨削时，头架驱动工件回转，尾架依靠简单的机械结构驱动顶尖伸出顶紧工件，并完成头架顶尖和尾架顶尖对工件进行的定心动作。现有磨床尾架内部驱动顶尖前伸和后缩的结构型式主要有两种，一种是通过扳动手柄使内部弹簧压缩，尾架顶尖随着后缩，工件起吊到位后松开扳动手柄，在弹簧的作用下实现尾架顶尖以一定的压力顶持在工件端面的中心孔内；另一种是通过液压缸实现尾架的前伸和后缩。轴类零件磨削时，顶持力大小会影响磨削质量，顶持力过大引起工件弹性变形，会因回弹影响加工精度；顶持力过小，会造成尾架顶尖与工件中心孔之间接触刚度不足，工件容易形成锥形，严重时工件甚至掉落，产生安全事故。
[0003]现代化自动化生产对磨床提出了更加高效和柔性的要求。为了适应这种自动化加工，有必要在轴类零件自动化磨削加工中调整顶持力，以便于适用不同尺寸和重量规格、不同加工精度要求的轴类零件精密磨削。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要目的在于提供一种通过传感器检测顶持力，通过液压控制调整顶持力，适应不同尺寸和重量规格、不同加工精度要求的工件顶持力自动调整方法，以解决现有技术存在的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采取了如下技术方案：
[0006]一种工件顶持力自动调整方法，包括以下步骤：
[0007]S1、识别匹配：通过机器视觉系统获取待加工工件相关信息；
[0008]S2、数据准备：计算顶持力F
L
，并获得尾架内部的弹簧由最大顶持力位置往前伸出的距离S
L
；
[0009]S3：尾架位置调整：通过数控系统控制伺服电机通电，驱动尾架前移至目标待磨工位；
[0010]S4：上料：通过机械手上料，将待加工工件置于工位上方；
[0011]S5：定心：利用伺服液压驱动机构使尾架的顶尖后移，待加工工件就位后尾架顶尖顶入工件的顶尖孔中；
[0012]S6：磨削：头架通过工件自动带动装置带动工件进行磨削，并根据工件磨削部位的不同调整顶持力F
L
；
[0013]S7：下料：磨削完成后，尾架的顶尖在伺服液压驱动机构的回拉作用下往后缩回，工件松开后由机械手下料。
[0014]进一步的，步骤S1中待加工工件相关信息包括工件长度L、上道工序后工件几何参数、工件材质、硬度、重量、表面质量理化参数，当工件长度L满足：L
min
≤L≤L
max
，执行后续的
工件顶持自动化磨削循环，其中L
max
为尾架设计弹簧选用时由最大弹簧力和尾架位置调整极限位置而由最大顶持力可支撑工件的最大长度，L
min
为尾架设计弹簧选用时由最小顶持力可支撑工件的最小长度。
[0015]进一步的，步骤S2中的F
L
满足F
min
≤F
L
≤F
max
，其中，F
L
为尾架的顶尖需要施加的顶持力，F
min
为待加工工件设计选用的最小顶持力，F
max
为待加工工件设计选用的最大顶持力；根据弹簧的刚度曲线，由尾架的顶尖所需的顶持力F
L
可得到F
L
和F
max
之间的距离，即弹簧需要由最大顶持力位置往前伸出的距离S
L
。
[0016]进一步的，步骤S3中，当尾架在工作台右端R位置时，计算出移动距离
△
H，
△
H＝L
max
‑
L
‑
S
L
，此时满足待加工工件的装夹。
[0017]进一步的，所述尾架包括尾架体壳，所述尾架体壳内部设有工件顶持机构和伺服液压驱动机构。
[0018]进一步的，所述工件顶持机构包括套筒、顶尖、压力传感器、垫片、弹簧、后盖、第一螺母、螺纹座和螺纹套；所述尾架体壳内部前端设有与套筒滑动连接的主轴孔；所述套筒前端设有安装顶尖的锥孔，所述套筒后端设有沉孔，沉孔内依次安装有压力传感器、垫片和弹簧；所述尾架体壳后端面通过螺钉安装有后盖；后盖相对于套筒的同轴位置设有通孔用于安装螺纹座；螺纹座的前端设有外螺纹用于安装第一螺母，通过第一螺母将螺纹座固定在后盖侧面壁板上；所述螺纹座后端内部设有螺纹与螺纹套活动连接；所述螺纹套前端设有沉孔用于对弹簧轴向定位；
[0019]通过转动螺纹套，使弹簧呈预压状态；在弹簧预压力的作用下，由弹簧传给套筒的弹簧作用力F1由套筒和垫片之间的压力传感器测出。
[0020]进一步的，所述伺服液压驱动机构包括液压缸、法兰接头、拉压力传感器、拨叉板、导向杆、直线轴承和连接板；所述液压缸的缸体固连在后盖侧板的后方；所述连接板固连在套筒后端侧面；所述拨叉板一端设有弧形沟槽，弧形沟槽抵靠在套筒后端并与连接板的侧面固连；所述拨叉板另一端设有通孔用于定位安装导向杆一端的法兰接头；所述导向杆的另一端通过直线轴承支承在尾架体壳设置的孔中；所述拨叉板安装导向杆的另一侧面依次安装拉压力传感器、法兰接头后与液压缸的活塞杆螺纹活动连接；
[0021]液压缸外接三位四通电磁阀和伺服比例阀，液压作用力F2的大小由伺服比例阀控制，液压缸的活塞杆伸出和缩回由三位四通电磁阀控制，液压缸施加给拨叉板的液压作用力F2由拉压力传感器测出。
[0022]进一步的，步骤S6中，根据磨削力的大小和方向计算顶持力F
L
，再依据F2＝F
L
‑
F1的关系计算伺服比例阀的控制量，再通过三位四通电磁阀调整液压缸的液压作用力F2，使得F1和F2满足F
L
的要求。
[0023]进一步的，步骤S6中，根据工件进行粗磨、半精磨和精磨的磨削要求改变顶持力F
L
，由于粗磨、半精磨和精磨的磨削要求不同，所需顶持力F
L
也会不同，依据F
L
、F2和F1之间的关系计算伺服比例阀的控制量，通过三位四通电磁阀调整液压缸的液压作用力F2的方向和大小，使得F1和F2满足F
L
的要求。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]通过配置压力传感器测量弹簧对尾架套筒的作用力，配置拉压力传感器测量液压缸活塞杆对尾架套筒的液压作用力，配置三位四通电磁阀和伺服比例阀调整液压缸活塞杆
的液压作用力，改变压力传感器和拉压力传感器所测力的大小关系，实现对工件顶持力的自动调整。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的工件顶持力自动调整方法应用的工件顶持驱动系统的示意图。
[0027]图2为本专利技术的尾架主视图。
[0028]图3为本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工件顶持力自动调整方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、识别匹配：通过机器视觉系统获取待加工工件相关信息；S2、数据准备：计算顶持力F
L
，并获得尾架内部的弹簧由最大顶持力位置往前伸出的距离S
L
；S3：尾架位置调整：通过数控系统控制伺服电机通电，驱动尾架前移至目标待磨工位；S4：上料：通过机械手上料，将待加工工件置于工位上方；S5：定心：利用伺服液压驱动机构使尾架的顶尖后移，待加工工件就位后尾架顶尖顶入工件的顶尖孔中；S6：磨削：头架通过工件自动带动装置带动工件进行磨削，并根据工件磨削部位的不同调整顶持力F
L
；S7：下料：磨削完成后，尾架的顶尖在伺服液压驱动机构的回拉作用下往后缩回，工件松开后由机械手下料。2.如权利要求1所述的一种工件顶持力自动调整方法，其特征在于，步骤S1中待加工工件相关信息包括工件长度L、上道工序后工件几何参数、工件材质、硬度、重量、表面质量理化参数，当工件长度L满足：L
min
≤L≤L
max
，执行后续的工件顶持自动化磨削循环，其中L
min
为尾架设计时由最小顶持力给出的可支撑工件最小长度，L
max
为尾架设计时由最大顶持力给出的可支撑工件最大长度。3.如权利要求1所述的一种工件顶持力自动调整方法，其特征在于，步骤2中的F
L
满足F
min
≤F
L
≤F
max
，其中，F
L
为尾架的顶尖需要施加的顶持力，F
min
为待加工工件设计选用的最小顶持力，F
max
为待加工工件设计选用的最大顶持力；根据弹簧的刚度曲线，由尾架的顶尖所需的顶持力F
L
可得到F
L
和F
max
之间的距离，即弹簧需要由最大顶持力位置往前伸出的距离S
L
。4.如权利要求2所述的一种工件顶持力自动调整方法，其特征在于，步骤S3中，当尾架在工作台右端R位置时，计算出移动距离
△
H，
△
H＝L
max
‑
L
‑
S
L
，此时满足待加工工件的装夹。5.如权利要求1所述的一种工件顶持力自动调整方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜雄，房小艳，熊树根，何雨倩，王建华，汪学栋，
申请(专利权)人：上海机床厂有限公司，
类型：发明
国别省市：