[發明專利]一種實現砂輪誤差補償的加工方法

有效

• 申請號: 200810072428.1
• 申請日: 2008-12-20
• 公開（公告）號: CN101434054A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 郭隱彪;黃浩;何良雨
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B24B53/12
• 分類號: B24B53/12;B24B49/18
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種砂輪的磨削加工方法，尤其是涉及一種實現砂輪誤差補償的加工方法。?

背景技術

在高精密磨削加工中，特別是在金剛石砂輪對脆性材料的磨削加工中，由于砂輪的形狀精度、尺寸精度等的影響，實際加工無法完全按照理想加工曲線進行，為了提高精度，必須進行補償加工，因此加工前必須首先測量砂輪形狀誤差，選擇合適的砂輪半徑，并在加工中進行適當的砂輪表面形狀誤差補償。?

郭隱彪等(郭隱彪，黃元慶，田波等.非軸對稱非球面平行磨削誤差補償技術研究.機械工程學報，2002，38(5)：118-121)報道了有關非軸對稱非球面平行磨削誤差補償技術的研究。郭隱彪等(郭隱彪，楊繼東，梁錫昌等.軸對稱非球面模具加工中的補償技術研究.中國機械工程，2000，10(4)：415-417)還報道了有關軸對稱非球面模具加工中的補償技術的研究。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種實現砂輪誤差補償的加工方法。?

本發明包括以下步驟：?

1)確定杯狀砂輪修整器作為對砂輪進行修形的加工工具，用杯狀砂輪修整器對金剛石圓弧砂輪進行在線修整；?

2)對砂輪修整系統進行設計；?

3)利用砂輪修整系統對砂輪進行在線測量；?

4)用半徑約束原始數據濾波、半徑最小二乘法擬合的方法處理測量所得的數據，得出補償控制點；?

5)編程并生成NC程序，控制加工設備的運行，完成砂輪誤差的加工補償。?

在步驟2)中，所述砂輪修整系統進行設計是：根據樹脂結合劑金剛石圓弧砂輪修整要求設計砂輪修整系統，砂輪修整系統設有可以實現微調的修整砂輪主軸、調速電機、傳動皮帶、基座和調速控制裝置。砂輪修整器最好采用帶傾角的杯形砂輪修整器，傾角最好為10°。?

在步驟3)中，對金剛石砂輪進行在線測量可采用以下方法。?

針對加工機床為三直線軸的運動特點，采用類似三坐標測量機的運動軌跡，將傳感器垂直安裝于工件臺上，反向測量砂輪形狀誤差。?

所述傳感器采用接觸式傳感器時，測量時采用提起再放下的測量方式，將砂輪表面點延伸為測頭中心點，擬合所得的砂輪半徑值減去測頭半徑值；所述傳感器采用非接觸式傳感器時，傳感器與測量表面無接觸，在測量中確定所測量位置必須能代表當前測量微小區域。?

所述反向測量砂輪形狀誤差的傳感器測量軌跡為：在砂輪測量數個有代表性的截面，截面的選取可以采用等角度選取，也可以采用人工目測選取；而在所選取的截面上，隨意測量數點，記錄下這些點之間的相對坐標，最后由測量系統進行數據處理所測數據。?

本發明的軟件設計可根據誤差補償的算法，進行編程，生成NC程序，控制實際加工中的砂輪運動，從而實現對誤差的補償。?

由于本發明采用砂輪在線修整技術修整圓弧砂輪，并設計加工工具在線檢測系統，提出相應數據處理算法，因此實現了砂輪在線測量及形狀誤差補償，具有測量方便、無須嚴格等角度測量、無須對零等優點。另外，采用半徑約束濾波方法，擬合精度高。通過一系列的實驗可證明：?

(1)金剛石砂輪在線修整系統實現了對平面砂輪及圓弧砂輪的高精度在線修整，大大提高加工工具精度控制。?

(2)金剛石砂輪在線檢測系統可根據不同的測量環境選擇不同傳感器進行測量，可以有效測量圓弧砂輪當前最佳半徑，并進行砂輪誤差補償，可以進一步提高加工精度。?

附圖說明

圖1為本發明實施例的杯狀砂輪修整器的結構示意圖。?

圖2為本發明實施例的修整運動原理。在圖2中，各代號分別為21砂輪軸，22杯形砂輪、23圓弧金剛石砂輪；A為旋轉方向，B為切入進給方向，C為擺動方向，O為擺動中心。?

圖3為本發明實施例的砂輪在線測量示意圖。?

具體實施方式

以下實施例將結合附圖對本發明作進一步的說明。?

實現砂輪誤差補償的加工方法的流程如下：?

首先，研究幾種常用的金剛石砂輪的修整方式，對比各種修整方式所能達到的形狀精度、表面粗糙度及修整效率等指標，確定使用杯狀砂輪修整器對砂輪進行修形；接著完成對整體修整系統的設計；然后利用該修整系統對砂輪進行在線測量；再用半徑約束原始數據濾波、半徑最小二乘法擬合的方法處理測量所得的數據，得出補償控制點；最后根據上述原理編程生成NC程序，控制加工設備的運行，完成砂輪誤差的加工補償。?