[發明專利]一種在線檢測并實時修正槽型的砂輪開槽裝置

有效

• 申請號: 202110179919.1
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN113352237B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 李想;毛聰;唐偉東;雷兆虹;肖思來;胡永樂;曹耀強;郭吉恩
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: B24B53/06
• 分類號: B24B53/06;B24B19/02;B24B49/12;B24B41/02;B24B47/04
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本發明提出了一種在線檢測并實時修正槽型的砂輪開槽裝置，具體包括運動系統、檢測系統、開槽系統、控制系統和支撐平臺。其中支撐平臺對裝置起支撐作用；控制系統驅動運動系統帶動開槽系統使金剛石筆與砂輪相互干涉、并按指定的運動軌跡運動對砂輪進行開槽；光學檢測筆隨著金剛石筆的開槽路徑移動并且能夠快速獲得接收器與砂輪工作面的距離，從而能夠在線獲取砂輪工作面所開凹槽的槽型及尺寸；當檢測到砂輪工作面所開凹槽的槽型及尺寸的偏差超過限定值時，觸發控制系統的修正指令并驅動運動系統，調整開槽工藝參數，完成槽型及尺寸的修正。本發明能夠實現在位開槽，在不接觸砂輪的情況下精準、高效地檢測并實時修正所開凹槽的槽型及尺寸。

技術領域

本發明涉及一種砂輪工作面開槽裝置，特別是一種在線檢測并實時修正槽型的砂輪開槽裝置。

背景技術

磨削加工是一種精密的機械加工方法，通過砂輪表面的切削刃與工件表面直接干涉，從而去除工件材料。磨削時，砂輪與工件接觸區產生的磨削力和磨削溫度高，容易導致工件損傷、砂輪堵塞。

為了解決上述問題，對砂輪工作面進行開槽能夠降低磨削力和磨削溫度，進而改善磨削性能。為此國內外廣大學者開展了砂輪開槽工藝的研究，公開號為“CN208117609 U”的實用新型專利“一種金剛石砂輪端面開槽裝置”，其原理是將金剛石砂輪固定，通過電機控制刀具移動和轉動，使砂輪和刀具相互干涉，并且通過控制安裝板的傾斜角度，從而調節金剛石砂輪的傾斜角度，進而可以開出垂直或傾斜于金剛石砂輪中心的凹槽，該裝置在一定程度上解決了常規開出單一槽型的問題。但是，該技術在開槽過程中不能實時檢測已開凹槽的槽型及尺寸，只能待砂輪開槽工作全部完成后才能檢測砂輪工作面的槽型是否達到要求；且開槽時需要將砂輪從磨床主軸上拆卸，再安裝在專用開槽裝置上進行開槽，開槽后再次重新安裝在磨床主軸上，開槽效率低。

公開號為“CN105043303 A”的發明專利“一種用于砂輪表面形貌的檢測方法與系統”，其原理是運用三角測距的方法，將線性光源通過數字微鏡器件、分光鏡、色散透鏡產生色散光，照射到砂輪表面并反射，反射回來的色散光通過分光鏡反射到CCD攝像機內，從而獲取砂輪表面的形貌，這為精準檢測砂輪表面形貌開辟了新思路。但是，根據數字微鏡器件、分光鏡、色散透鏡的光學色散原理可知，該技術分散而成的色散光波長變動范圍為數十微米，從而正如該專利說明書所述，該技術主要用于砂輪表面形貌的檢測。

發明內容

為解決現有問題，本發明提出了一種在線檢測并實時修正槽型的砂輪開槽裝置，用于解決在砂輪開槽過程中不能實時檢測并修正所開凹槽的槽型及尺寸的問題。通過控制系統驅動運動系統帶動開槽系統進行開槽工作；光學檢測筆隨著金剛石筆的開槽路徑移動并且能夠快速獲得接收器與砂輪工作面的距離，從而獲取砂輪工作面所開凹槽的尺寸參數。當檢測到的砂輪工作面所開凹槽的槽型及尺寸的偏差超過限定值時，觸發控制系統的修正指令并驅動運動系統，調整開槽工藝參數，完成槽型及尺寸的修正，從而達到實時修正槽型及尺寸的目的。

為了實現上述目的，一種在線檢測并實時修正槽型的砂輪開槽裝置，其特征在于：該裝置包括運動系統、檢測系統、開槽系統、控制系統和支撐平臺；所述運動系統和控制系統安裝在支撐平臺上，檢測系統和開槽系統安裝在運動系統的Y軸移動平臺上。

所述的運動系統由X、Y、Z三組運動模塊組成，每組運動模塊包括：第一伺服電機、第一滾珠絲杠、軸承座、導軌、移動平臺；兩根導軌平行固定在支撐平臺或移動平臺上，第一滾珠絲杠通過軸承座與第一伺服電機相連并安裝在兩根導軌之間；通過三組運動模塊的配合能夠實現運動系統的上下、左右、前后組合運動。

所述檢測系統包括：立柱、第二伺服電機、第二滾珠絲杠、滑塊、光學檢測模塊、相機支架、數字相機；立柱安裝在Y軸移動平臺上，光學檢測模塊的光學檢測筆及相機支架安裝在滑塊上，相機支架上安裝有數字相機；第二伺服電機驅動第二滾珠絲杠使得滑塊及其上面的光學檢測筆和數字相機能夠上下運動；數字相機、光學檢測筆及其光路位于同一豎直面上；數字相機用于觀察在開槽前開槽系統中金剛石筆與砂輪的對刀情況。