| 主权项 |
一种平面共轭凸轮轮廓检测和磨削加工装置的控制方法，其特征在于：采用的平面共轭凸轮轮廓检测和磨削加工装置包括控制系统、机身（11）、设置在机身（11）上的可沿X轴Y轴运动的工作台机构（12）、固定设置在工作台机构（12）上的凸轮旋转机构（13）和固定设置在机身（11）上的检测磨削装置（10）；所述控制系统控制工作台机构（12）、凸轮旋转机构（13）和检测磨削装置（10）的动作；检测磨削装置（10）包括磨削机构（14）和在线检测装置（15）；磨削机构（14）包括磨削工作台（14‑1）和砂轮磨头（14‑4）；磨削工作台（14‑1）固定设置在机身（11）上；在线检测装置（15）包括凸轮外轮廓在线检测装置（15a）和凸轮内轮廓在线检测装置（15b）；凸轮外轮廓在线检测装置（15a）包括第一激光测量头（15‑1）、第一直线电机（15‑3）和第一直线电机驱动器（15‑5）；第一直线电机（15‑3）由其定子（15‑3‑1）固定设置在磨削机构（14）的磨削工作台（14‑1）的后侧上；第一激光测量头（15‑1）通过第一连接测量杆（15‑7）固定设置在第一直线电机（15‑3）的动子（15‑3‑2）上，由控制系统通过第一直线电机驱动器（15‑5）控制第一直线电机（15‑3）的动子（15‑3‑2）带动第一激光测量头（15‑1）进行X向移动测量平面共轭凸轮的外轮廓尺寸；凸轮内轮廓在线检测装置（15b）包括第二激光测量头（15‑2）、第二直线电机（15‑4）和第二直线电机驱动器（15‑6）；第二直线电机（15‑4）由其定子（15‑4‑1）固定设置在磨削机构（15‑4）的磨削工作台（15‑4‑1）的前侧上；第二激光测量头（15‑2）通过第二连接测量杆（15‑9）固定设置在第二直线电机（15‑4）的动子（15‑4‑2）上，由控制系统通过第二直线电机驱动器（15‑6）控制第二直线电机（15‑4）的动子（15‑4‑2）带动第二激光测量头（15‑2）进行X向移动测量平面共轭凸轮的内轮廓尺寸；第一激光测量头（15‑1）、第二激光测量头（15‑2）与磨削机构（14）的砂轮磨头（14‑4）处于同一X‑Y平面上，且三者的轴线相互平行，并且平面共轭凸轮的轴线位于X‑Y平面上；第一激光测量头（15‑1）与砂轮磨头（14‑4）的轴线的基准间距为Lw，第二激光测量头（15‑6）与砂轮磨头（14‑4）的轴线的基准间距为Ls，在所述平面共轭凸轮（100）的旋转角度为θi时，平面共轭凸轮（100）的安装轴线与砂轮磨头（14‑4）的轴线的间距为lui，平面共轭凸轮（100）端面与磨削工作台（14‑1）Y轴线的间距为lvi，在线测量的平面共轭凸轮（100）的外轮廓与第一激光测量头（15‑1）的间距测量值为l1i，在线测量的平面共轭凸轮（100）内轮廓与第二激光测量头（15‑2）的间距测量值为l2i，00≤θi≤3600，θi=360/n，i=1,2,3......,n；n为平面共轭凸轮100旋转一周的过程中同时检测θi、l1i和l2i测量值的次数；上述平面共轭凸轮轮廓检测和磨削加工装置的控制方法具有以下步骤：①、由检测磨削装置（10）的在线检测装置（15）对平面共轭凸轮（100）内外轮廓尺寸在线测量；在线测量分为平面共轭凸轮（100）磨削前和磨削结束后以及磨削工作中测量；在平面共轭凸轮（100）磨削前和磨削结束后状态，使平面共轭凸轮（100）旋转1周以每个θi角度均分做“间歇旋转”运动，在每个间歇旋转周期，第一激光测量头（15‑1）与第二激光测量头（15‑2）分别也可同时在平面共轭凸轮（100）的轴向轮廓线上做快速往复运动进行测量；在平面共轭凸轮（100）磨削中在线测量，使平面共轭凸轮（100）旋转1周以每个θi角度均分做缓慢连续旋转运动，第一激光测量头（15‑1）与第二激光测量头（15‑2）分别在平面共轭凸轮（100）的轴向内外轮廓线上做快速往复运动进行测量；平面共轭凸轮（100）的旋转速度为1转/60分至1转/20分；第一激光测量头（15‑1）与第二激光测量头（15‑2）的往复直线运动的速度为3000毫米/分至10000毫米/分；②、根据测得的平面共轭凸轮（100）的内外轮廓尺寸计算出平面共轭凸轮（100）的外轮廓极坐标径向尺寸和内轮廓极坐标径向尺寸并与要加工的平面共轭凸轮（100）的外内轮廓极坐标径向尺寸进行比较，得出加工误差和加工余量；然后将平面共轭凸轮（100）外轮廓极坐标径向尺寸最大值作为平面共轭凸轮（100）磨削的加工零点；然后通过工作台（12‑4）带动平面共轭凸轮（100）使外轮廓移向砂轮磨头（14‑4）处，完成平面共轭凸轮（100）加工零点自动定位；并根据测量数据自动确定粗磨平面共轭凸轮（100）外轮廓的加工进给量；③、根据步骤②确定的加工进给量由检测磨削装置（10）的磨削机构（14）对平面共轭凸轮（100）的外轮廓进行粗磨磨削加工，同时由在线检测装置（15）的凸轮内轮廓在线检测装置（15b）对平面共轭凸轮（100）的内轮廓进行测量；④、完成平面共轭凸轮（100）的外轮廓进行粗磨磨削加工后，回到加工零点，由检测磨削装置（10）的磨削机构（14）对平面共轭凸轮（100）的内轮廓进行粗磨磨削加工，同时由在线检测装置（15）的凸轮外轮廓在线检测装置（15a）对平面共轭凸轮（100）的外轮廓进行测量；根据测量的数据计算出下一步精磨平面共轭凸轮（100）外轮廓的加工进给量；⑤、完成平面共轭凸轮（100）的内轮廓的粗磨磨削加工后，回到加工零点，根据步骤④中的精磨平面共轭凸轮（100）外轮廓的加工进给量由检测磨削装置（10）的磨削机构（14）对平面共轭凸轮（100）的外轮廓进行精磨磨削加工，同时由在线检测装置（15）的凸轮内轮廓在线检测装置（15b）对平面共轭凸轮（100）的内轮廓进行测量；根据测量的数据计算出下一步精磨平面共轭凸轮（100）内轮廓的加工进给量；⑥、完成平面共轭凸轮（100）的外轮廓的精磨磨削加工后，回到加工零点，根据步骤⑤中的精磨平面共轭凸轮（100）内轮廓的加工进给量由检测磨削装置（10）的磨削机构（14）对平面共轭凸轮（100）的外轮廓进行精磨磨削加工，同时由在线检测装置（15）的凸轮外轮廓在线检测装置（15a）对平面共轭凸轮（100）的外轮廓进行测量；⑦、完成平面共轭凸轮（100）的内轮廓的精磨磨削加工后，由在线检测装置（15）的凸轮内轮廓在线检测装置（15b）对平面共轭凸轮（100）的内轮廓进行测量并计算出平面共轭凸轮（100）内轮廓极坐标径向尺寸；根据步骤⑥中测得的平面共轭凸轮（100）的外轮廓数据计算出外轮廓极坐标径向尺寸；将上述平面共轭凸轮（100）外、内轮廓极坐标径向尺寸与要加工的平面共轭凸轮（100）外、内轮廓极坐标径向尺寸进行比较，得出平面共轭凸轮（100）外、内轮廓极坐标径向尺寸加工误差判断加工平面共轭凸轮（100）是否合格，如果需要修复补偿可以自动重复上述相应步骤对平面共轭凸轮（100）轮廓进行进一步磨削加工。 |
