大型球面磨削球度误差自动补偿装置及方法

摘要

一种大型球面磨削球度误差自动补偿装置及方法，该自动补偿装置包括图像采集装置、控制系统和调整补偿机构；首先通过图像采集装置对被磨球体的球面磨削迹线形貌进行连续图像采集和处理，然后在控制系统中对球面磨削迹线形貌图像信息进行特征识别和球度判别，并实时输出相应的调整补偿信号，之后调整补偿机构根据调整补偿信号驱动砂轮磨具作径向移动，使砂轮磨具的旋转中心线作移动，直至与被磨球体的旋转中心线在同一平面内相交，达到球面磨削迹线形貌呈正交状态，实现球面磨削的球度误差在位自动补偿。本发明实现了大型球面精密磨削中形状精度的实时检测和判别，并根据判断结果自动调整磨削加工装置，从而完成了球面磨削的球度误差在位自动补偿。

主权项

一种大型球面磨削球度误差自动补偿装置，在XOYZ直角坐标系中，被磨球体由机床的主轴系统和尾座系统支撑且绕XOYZ直角坐标系的X坐标轴旋转，杯形状的砂轮磨具设置在被磨球体的下方且绕XOYZ直角坐标系的Z坐标轴旋转，砂轮磨具由下向上做进给运动，通过砂轮磨具的旋转运动与被磨球体的旋转运动所合成的展成运动实现所述被磨球体的球面的精密磨削加工；其特征在于：所述自动补偿装置包括图像采集装置、控制系统和调整补偿机构；所述图像采集装置对所述被磨球体的球面磨削迹线形貌进行连续图像采集和处理，并将球面磨削迹线形貌图像信息传输给所述控制系统；所述控制系统连接所述图像采集装置，对该图像采集装置输入的球面磨削迹线形貌图像信息进行特征识别，实时作出被磨球体的球度是否符合要求的判别，并根据所得的判别结果输出相应的调整补偿信号；所述调整补偿机构连接所述控制系统，根据该控制系统输入的调整补偿信号驱动调整所述砂轮磨具的旋转中心线的位置，实现球面磨削的球度误差在位自动补偿；所述的控制系统根据下述原则实时作出被磨球体的球度判别，并且输出相应的调整补偿信号：当所述球面磨削迹线形貌呈正交状态时，表明所述砂轮磨具的旋转中心线与被磨球体的旋转中心线在所述XOYZ直角坐标系的XOZ坐标平面内相交，被磨球体的球度符合要求，则不发调整补偿信号；当所述球面磨削迹线形貌呈单方向上凸状态时，表明所述砂轮磨具的旋转中心线与被磨球体的旋转中心线不在同一平面内相交，并且该砂轮磨具的旋转中心线沿XOYZ直角坐标系的‑Y方向偏离XOZ坐标平面，被磨球体的球度不符合要求，则发出驱动砂轮磨具的旋转中心线向+Y方向作移动的调整补偿信号；当所述球面磨削迹线形貌呈单方向下凹状态时，表明所述砂轮磨具的旋转中心线与被磨球体的旋转中心线不在同一平面内相交，并且该砂轮磨具的旋转中心线沿XOYZ直角坐标系的+Y方向偏离了XOZ坐标平面，被磨球体的球度不符合要求，则发出驱动砂轮磨具的旋转中心线向‑Y方向作移动的调整补偿信号。