[發(fā)明專利]基于復(fù)映法的成形砂輪檢測修整裝置及砂輪整形方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810631640.0
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108714854B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳根余;彭檐波
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南鐳盛機電科技有限公司
• 主分類號: B24B53/06
• 分類號: B24B53/06
• 代理公司: 北京律譜知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11457
• 代理人: 黃云鐸

1.一種成形砂輪檢測修整裝置，包括：數(shù)控平面磨床(130)、檢測機構(gòu)(210)、光纖激光器，其特征在于：

待修整平行砂輪(110)安裝在數(shù)控平面磨床(130)的主軸(120)上；檢測機構(gòu)(210)安裝在數(shù)控平面磨床的工作臺(140)一側(cè)，激光燒蝕頭(150)安裝在與之對應(yīng)的另一側(cè)；

光纖激光器發(fā)出的光束切向修整成形砂輪(110)，激光控制器(170)通過RS232連接到計算機(180)；

相機(50)、遠心鏡頭(40)和平行背光源(10)在一條直線上組成成像原件組，成像原件組安裝在檢測裝置(210)內(nèi)部；平行背光源(10)連接到光源控制器(190)，光源控制器(190)連接到計算機(30)中；

石墨板(100)通過工件夾具(90)夾持固定在位移平臺(80)，位移平臺安裝固定在檢測裝置(210)底部；第一進風(fēng)口(20)和第二進風(fēng)口(30)設(shè)計在檢測裝置(210)的另一側(cè)并通過管路與空壓機(200)相連，空壓機(200)通過控制線連接到計算機(180)中，壓縮空氣由第一進風(fēng)口(20)和第二進風(fēng)口(30)進入檢測裝置(210)，在內(nèi)部形成保護氣流，將粉塵驅(qū)趕到集塵槽(120)中收集起來；

磨削復(fù)映過程中：石墨板(100)通過位移平臺(80)由石墨板檢測時的位置(B)移動至石墨板磨削時的位置(A)進行磨削復(fù)映，磨削復(fù)映是利用砂輪磨削時砂輪的高點組成的回轉(zhuǎn)面輪廓(F)對石墨工件進行加工，砂輪的回轉(zhuǎn)面輪廓(F)會按照等比例方式刻印在石墨板(100)上，通過檢測石墨板的復(fù)映輪廓(E)能夠獲得砂輪的回轉(zhuǎn)面輪廓(F)；

檢測過程：磨削后石墨板(100)通過位移平臺(80)由石墨板磨削時的位置(A)移動至石墨板檢測時的位置(B)，此刻石墨板(100)在遠心鏡頭(40)正下方，平行背光源(10)照射石墨板(100)并經(jīng)過遠心鏡頭(40)，在相機(50)上呈現(xiàn)出穩(wěn)定黑白對比的復(fù)映輪廓(E)，經(jīng)圖像處理后提取并數(shù)字化測量復(fù)映輪廓(E)，根據(jù)砂輪回轉(zhuǎn)面輪廓(F)和復(fù)映輪廓(E)良好形狀互補性，反向推導(dǎo)出砂輪回轉(zhuǎn)面輪廓(F)的數(shù)字化檢測結(jié)果，從而實現(xiàn)幾何形狀輪廓與尺寸的定量檢測。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種成形砂輪檢測修整裝置，其特征在于：相機(50)通過網(wǎng)線連接到計算機(30)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種成形砂輪檢測修整裝置，其特征在于：還包括密封簾(60)、毛刷(70)和集塵槽(120)，密封簾(60)、毛刷(70)和集塵槽(120)設(shè)置在檢測裝置(210)的進口方向，在石墨板進入檢測裝置(210)時，毛刷(70)去除石墨板上黏附的粉塵，密封簾(60)防止磨削產(chǎn)生的石墨粉塵進入檢測裝置(210)內(nèi)部。

4.一種基于復(fù)映法的成形砂輪檢測激光切向整形方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：進行加工準備，將待修整平行砂輪(110)裝夾在數(shù)控平面磨床(130)，檢測機構(gòu)(210)安裝在數(shù)控平面磨床的一側(cè)；激光燒蝕頭(150)安裝與之對應(yīng)的另一側(cè)；

步驟2：測量待修整平行砂輪(110)的輪廓，通過磨削復(fù)映獲得砂輪的輪廓，通過相機拍攝獲取輪廓圖像，經(jīng)圖像處理分析，獲得平行砂輪輪廓；具體磨削復(fù)映過程中，石墨板(100)由通過位移平臺(80)由石墨板檢測時的位置(B)移動至石墨板磨削時的位置(A)進行磨削復(fù)映，將成形的砂輪的回轉(zhuǎn)面輪廓(F)磨削復(fù)映到石墨板(100)上，磨削后石墨板(100)通過位移平臺(80)由石墨板磨削時的位置(A)移動至石墨板檢測時的位置(B)，移動至遠心鏡頭(40)正下方，平行背光源(10)照射石墨板(100)并經(jīng)過遠心鏡頭(40)，在相機(50)上呈現(xiàn)出穩(wěn)定黑白對比的復(fù)映輪廓(E)，觸發(fā)相機拍攝采集復(fù)映輪廓(E)圖片，傳入計算機(180)進行圖像處理，獲得平行砂輪輪廓；

步驟3：根據(jù)平行砂輪輪廓尺寸和成形砂輪設(shè)計圖紙，通過CAD軟件設(shè)計，建立標準輪廓圖；該步驟中，標準輪廓建立,根據(jù)待修整砂輪輪廓尺寸和成形砂輪設(shè)計圖紙，通過CAD軟件添加到根據(jù)步驟3待修整平行砂輪輪廓上，最終生成DXF格式圖紙，經(jīng)由圖像處理技術(shù)轉(zhuǎn)化為bitmap格式圖片作為標準輪廓圖；

步驟4：設(shè)計的規(guī)整走刀路徑，通過數(shù)控平面磨床進行粗整形加工，通過磨削復(fù)映和圖像處理獲得粗整形后的輪廓；

該步驟中，根據(jù)設(shè)計的規(guī)整走刀路徑，設(shè)計粗加工程序，導(dǎo)入數(shù)控平面磨床(130)，由計算機(180)發(fā)出指令通過激光控制器(170)完成激光參數(shù)設(shè)定，數(shù)控平面磨床(130)帶動激光燒蝕頭(150)進行數(shù)控加工，當(dāng)完成程序設(shè)定循環(huán)次數(shù)后加工結(jié)束；粗整形后的砂輪進行磨削復(fù)映，得到粗修整后砂輪復(fù)映的輪廓圖和輪廓尺寸；

步驟5：根據(jù)粗整形后的砂輪輪廓圖，計算輪廓的偏差值，通過輪廓補償算法計算出補償加工的走刀路徑(250)并轉(zhuǎn)化為數(shù)控補償程序；

步驟6：將步驟5生成的數(shù)控補償程序，傳輸?shù)綌?shù)控平面磨床(130)，執(zhí)行補償程序，實現(xiàn)砂輪的高精度補償整形加工，獲得補償整形后的砂輪輪廓；

步驟7：通過磨削復(fù)映(C)過程獲得步驟6中補償整形后砂輪的復(fù)映輪廓(E)圖片，通過圖像處理(G)過程得到補償整形后的輪廓和粗整形偏差值；

步驟8：根據(jù)步驟7中的檢測結(jié)果，若補償整形后的偏差值小于設(shè)計精度要求，整形過程結(jié)束。