气动量仪在数控珩磨机床中的应用.pdf

行业应用与交流
《自动化技术与应用》2013年第32卷第8期
Industrial Applications and Communications
气动量仪在数控珩磨机床中的应用
杨俊,卢勇,吴义荣
(广州数控信息科技有限公司,广东广州510663)
摘要:气动量仪是数控珩磨机床上普遍采用的一种測量设备,在实际应用过程中,气动量仪主要用在截面測量和控制珩磨往复结東
这两个过程中,气动量仪测量的精度直接影响到珩磨加工的精度。本文详细介绍了数控珩磨机床中三截面测量的应用方法和
控制珩磨往复结束的控制原理,供数控珩磨机床设计人员参考。
关键词:气动量仪:数控珩磨机床;截面测量
中图分类号:TH814文献标识码:B文章编号:1003-7241(2013)08-0105-03
Application of Pneumatic Instrument in CNC Honing Machine
YANG Jun, LU Yong, WU Yi-rong
GSK Information Technology Co, LTD, Guangzhou 510663 China
Abstract: Pneumatic instrument is a measuring equipment which is widely used in CNC honing machine. In the practical application
process, it is mainly used at the end of section measurement and control of honing reciprocation in the two processes, its
accuracy directly affects the machining accuracy. This paper introduces the control principle and control method of
honing reciprocation measuring three section CNC honing machine in the end, as a reference for designers of CNC
honing machine
Key words: pneumatic micrometer: CNC honing machine: section measurement
1引言
数控珩磨机床是一种专门加工气缸类工件的内圆
磨机床川2?,由于特殊的加工工艺要求,在实际应用过程
中需要对其加工工件的内圆进行直径测量。珩磨内径
量仪
测量在应用中根据其工艺特点一般采用机械或者气动磨头连杆
间接测量方法。机械测量是通过精巧的机械结构设计
水图
将机械位移量转换成电信号实现内径测量;气动测量
数控系统
则是通过测量被加工件内孔压力变化实现内径测量4)
珩工件
数控珩磨机床的设计过程中,需要考虑其内径加工测量
装置的实现。气动量仪采用气动测量方法,由于其使用
简单,对机床使用环境要求不高,可以直接利用机床自
图1某型号数控珩磨机床
带气源等优点,在数控珩磨机床中得到了大量的应用。
图1中,量仪作为气压信号向电压信号转换的设
以下为某机床厂设计的数控珩磨机床,见图1。与气动备,水圈起引导作用,并放置测量标准环规,如图2所
量仪测量有关的有如下部件:珩磨工件、数控系统、磨
示。磨头连杄带动珩磨头进行珩磨加工,珩磨头圆周
头连杆以及水圈。
上设计有多个气嘴,在磨头进人珩磨工件中时,气压发
生变化,由气动量仪进行气动测量,如图3。数控系统
收稿日期:2013-02-25
Techniques of Automation &Applications I 105
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作为珩磨机床的核心控制部件,对量仪转换而来的电环规作为测量基准,标准环规的截面直径为已知量Ds,
压信号或者开关信号进行处理,进行截面测量或者往通常标准环规安装在珩磨机床的水圈上面,如图2所示。
复控制等。
在进行截面测量时,首先将磨头连杆下移,使磨头
气嘴(如图3)刚好对准标准环规的中间位置,记下量仪此
时的电压读数,此即为测量基准的参考电压Us,然后将
标准环规安装在此处连杆下移,移动到需要测量截面直径的位置,记下此时
气动量仪的读数Ux。
设需测量的截面直径为Dx,则根据公式(1),有如下
关系式:
DX-DS 0.001 m
0.007V
UxーUs
图2水圈位置放大图
Dx=DS
()
7
Dx即为所需要测量的截面直径,在实际测量过程
中,气动量仪遵循截面直径越大,测量出来的电压越小
这一原则。因此,在实际测量过程中,公式(2)中Ds>Dx,
UsUx,则表明测量
处的直径比标准规的直径大,此加工工件为不合格品。
此用法中,信号处理流程如下图所示:
气动
量仪
模数
转换
测量工件
气动量仪
→量电国控系进取
图4信号处理流程
图3量仪气嘴放大图
在所磨头进入所工件内壁后,气动量仪的电压变3控制珩磨往复的结束
化和直径变化存在确定的对应关系,以某型号气动量仪
在数控珩磨机床中,数控系统可以实时读取量仪的
为例进行说明
测量电压用来作为珩磨往复结束的启动信号。根据气
△D0.001mm
△0.007
の)动量仪的功能,数控系统可以选择两种方式来控制珩磨
往复的结束:量仪电压量控制和量仪开关量控制。
其中,△D为直径变化量,△C为电压变化量,直径3.1量仪电压量控制
越大,气压越小,电压越小。
采用此方式时,数控系统读取气动量仪转换而来的
电压值,作为结束珩磨往复的启动信号。此时参考电压
2截面测量中的应用
同上所述,仍为标准环规处测量的电压Us。
数控珩磨机床中经常需要检测珩磨工件的截面直
在珩磨往复过程中,数控系统实时读取量仪输出的
径,从而判断珩磨工件的形状,比如珩磨加工中重要的电压值(Ud),然后进行内部判断,在控制时满足如下关系
工艺过程:三截面测量,即采用气动量仪作为检测工具,式即标志珩磨结束
用来检測珩磨工件的形状,根据不同的形状选择对应的Ud-Us<△
加工工艺。
△为珩磨直径允许偏差对应的电压值,根据实际
在进行截面测量时首先需要找到一个标准的参考加工允许的偏差直径Dr(单位:m)计算而来;根据公式
物,作为测量的基准,在数控珩磨机床中,一般采用标准(1)有如下关系式:
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