自動(dòng)刀具補(bǔ)償?shù)耐絿Ш下菪拜喣ハ餮b置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種自動(dòng)刀具補(bǔ)償?shù)耐絿Ш下菪拜喣ハ餮b置及方法，包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有：傾斜布置的第一底座，安裝在第一底座上的第一螺旋砂輪，相對(duì)第一底座反向傾斜的第二底座，安裝在第二底座上并與第一螺旋砂輪同步嚙合的第二螺旋砂輪，和位于第一底座和第二底座之間并用于固定刀具的夾具；第一底座和第二底座上均設(shè)有調(diào)節(jié)螺旋砂輪進(jìn)給的進(jìn)給機(jī)構(gòu)；機(jī)架上設(shè)有調(diào)節(jié)第一底座和第二底座的傾斜角度以控制砂輪磨削角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；第一底座和第二安裝座上均設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)螺旋砂輪的伺服電機(jī)，每個(gè)伺服電機(jī)受控于與之連接的伺服驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)同步輸出不能改變主軸中心距的問題，并且加入了砂輪過載保護(hù)系統(tǒng)，極大地提升了設(shè)備的安全性。
【專利說明】
自動(dòng)刀具補(bǔ)償?shù)耐絿Ш下菪拜喣ハ餮b置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及刀具砂輪磨削技術(shù)，尤其是涉及一種自動(dòng)刀具補(bǔ)償?shù)耐絿Ш下菪拜喣ハ餮b置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]美工刀片、剃須刀片、清潔刀片等帶一個(gè)或者多個(gè)刃口的刀片，在生產(chǎn)和生活中必不可少，并且市場(chǎng)需求量很大。然而國(guó)產(chǎn)刀片的質(zhì)量一直提上不上去，高端市場(chǎng)一直被國(guó)外品牌占據(jù)著，例如日本的田島工具。生產(chǎn)高質(zhì)量的刀片是勢(shì)在必行的，這也對(duì)設(shè)備和工藝方法提出了很高的要求。
[0003]現(xiàn)有砂輪磨削的方法大致分為單側(cè)平行砂輪組磨削、雙側(cè)嚙合平行砂輪組磨削、單側(cè)螺旋砂輪磨削和機(jī)械式雙側(cè)螺旋砂輪同步嚙合磨削。
[0004]單側(cè)平行砂輪組，包括兩個(gè)安裝在主軸102上的平行砂輪101，即用一組平面砂輪相互疊加安裝后，對(duì)刀片一側(cè)進(jìn)行磨削加工的方法。此方法的缺點(diǎn):刀片刃口一側(cè)受力，磨削時(shí)刃口會(huì)受力形變，刃口磨削后的尺寸精度不高，表面粗糙度不高。
[0005]雙側(cè)嚙合平行砂輪組磨削，如圖1所示，包括兩個(gè)安裝在主軸102上的平行砂輪101，即由一對(duì)轉(zhuǎn)速相同方向相反的平行砂輪組對(duì)刀片刃口進(jìn)行磨削。此方法的缺點(diǎn):刃口雙側(cè)受力，受力變形的影響比單側(cè)平行砂輪組要小，但是在砂輪嚙合的間隙處還是會(huì)存在單側(cè)受力的情況。刃口尺寸精度較單側(cè)平行砂輪組要好，但是精度控制仍舊不高，表面粗糙度較好。
[0006]單側(cè)螺旋砂輪磨削。螺旋砂輪相對(duì)于平行砂輪組的最大優(yōu)點(diǎn)是高速磨削時(shí)始終有砂輪磨削刃口，不會(huì)出現(xiàn)平行砂輪組的間隔磨削情況。所以表面光潔度較平行砂輪組要好。缺點(diǎn)是單側(cè)磨削仍舊存在刃口單側(cè)受力的情況，尺寸的控制精度不高。
[0007]機(jī)械式雙側(cè)螺旋砂輪同步嚙合磨削，如圖2和圖3所示，包括兩個(gè)安裝在主軸上的螺旋砂輪201，電機(jī)I作為動(dòng)力輸入，通過帶輪2、皮帶3、帶輪4傳遞動(dòng)力給齒輪箱5 ο齒輪箱5輸出一對(duì)速度相同、方向相反的動(dòng)力，通過帶輪7、皮帶6將動(dòng)力傳遞給砂輪8。
[0008]上述機(jī)械式雙側(cè)螺旋砂輪同步嚙合磨削機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)如下:
[0009](I)此裝置通過機(jī)械方式控制同步，安全可靠;但是缺點(diǎn)也很明顯，即不能進(jìn)行砂輪補(bǔ)償；因?yàn)閮蓚€(gè)砂輪的中心距變化，勢(shì)必引起機(jī)械結(jié)構(gòu)的變化，砂輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就會(huì)改變。
[0010](2)通過齒輪箱實(shí)現(xiàn)同步的該裝置，還存在齒輪箱噪聲大、振動(dòng)大、發(fā)熱量大等缺點(diǎn)，而且隨著砂輪轉(zhuǎn)速、砂輪磨削量的增大，噪聲和振動(dòng)的現(xiàn)在更加明顯。
[0011 ] (3)當(dāng)齒輪箱5或者傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7發(fā)生故障時(shí)，砂輪8互相碰撞破損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)刀具補(bǔ)償?shù)耐絿Ш下菪拜喣ハ餮b置及方法，利用電氣控制結(jié)合機(jī)械傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了裝置的機(jī)電一體化升級(jí)，不僅解決了傳統(tǒng)同步輸出不能改變主軸中心距的問題，而且減小了裝置的機(jī)械振動(dòng)和噪音，并且加入了砂輪過載保護(hù)系統(tǒng)，極大地提升了設(shè)備的安全性。
[0013]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0014]—種自動(dòng)刀具補(bǔ)償?shù)耐絿Ш下菪拜喣ハ餮b置，包括機(jī)架，所述的機(jī)架上設(shè)有:傾斜布置的第一底座，安裝在第一底座上的第一螺旋砂輪，相對(duì)第一底座反向傾斜的第二底座，安裝在第二底座上并與第一螺旋砂輪同步嚙合的第二螺旋砂輪，和位于第一底座和第二底座之間并用于固定刀具的夾具；
[0015]所述的第一底座和第二底座上均設(shè)有調(diào)節(jié)螺旋砂輪進(jìn)給的進(jìn)給機(jī)構(gòu)；
[0016]所述的機(jī)架上設(shè)有調(diào)節(jié)第一底座和第二底座的傾斜角度以控制砂輪磨削角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；
[0017]所述的第一底座和第二安裝座上均設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)螺旋砂輪的伺服電機(jī)，每個(gè)伺服電機(jī)受控于與之連接的伺服驅(qū)動(dòng)器。
[0018]本發(fā)明采用兩個(gè)采用螺旋砂輪雙側(cè)嚙合同步磨削的方法，提高了刀片刃口的尺寸精度和表面光潔度，且在磨削過程中，利用伺服驅(qū)動(dòng)器控制兩個(gè)螺旋砂輪同步嚙合運(yùn)行，通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)控制砂輪對(duì)刀具刃口的磨削角度，利用進(jìn)給機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)螺旋砂輪進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)砂輪磨損后的自動(dòng)補(bǔ)償。
[0019]作為優(yōu)選的，所述的第一底座和第二底座上安裝有滑動(dòng)座，所述的進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括固定在底座上的進(jìn)給電機(jī)，所述的進(jìn)給電機(jī)通過絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述的滑動(dòng)座并帶動(dòng)螺旋砂輪進(jìn)給。
[0020]作為優(yōu)選的，所述第一底座和第二底座上設(shè)置燕尾滑槽，滑動(dòng)座底部設(shè)有與燕尾滑槽相配合的燕尾滑塊，燕尾滑塊滑動(dòng)設(shè)置在燕尾滑槽內(nèi)，利于提升進(jìn)給的控制精度。
[0021]作為優(yōu)選的，所述第一底座和第二底座靠近夾具的一側(cè)轉(zhuǎn)接在機(jī)架上，相對(duì)的另一側(cè)與機(jī)架之間通過所述的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)支撐，通過改變調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的支撐高度，實(shí)現(xiàn)第一底座和第二底座的傾斜角度調(diào)節(jié)，以帶動(dòng)調(diào)節(jié)刀片刃口的磨削角度。
[0022]作為優(yōu)選的，所述的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與機(jī)架固定連接的螺套，內(nèi)部設(shè)有相配合的螺桿;螺桿的頂部抵住底座，底部設(shè)有轉(zhuǎn)盤。
[0023]作為優(yōu)選的，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接至一個(gè)PLC控制器，所述PLC控制器內(nèi)設(shè)有第一比較器，所述的同步比較器用于判斷兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是否相同。
[0024]本發(fā)明中，為防止砂輪在高速下的碰撞，必須保持兩個(gè)螺旋砂輪同步嚙合運(yùn)行，具體通過控制對(duì)應(yīng)兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流，以保持以同等功率運(yùn)行，若兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流不同，PLC控制器通過伺服驅(qū)動(dòng)器停止伺服電機(jī)的運(yùn)行，避免砂輪碰撞。
[0025]作為優(yōu)選的，所述的PLC控制器內(nèi)設(shè)有第二比較器，用于判斷兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是否小于設(shè)定的閾值。
[0026]本發(fā)明中還設(shè)置過載保護(hù)，即當(dāng)突發(fā)情況發(fā)生(例如同步帶輪失效、雜物進(jìn)入砂輪內(nèi)側(cè))，這是砂輪主軸的負(fù)載力矩增大，系統(tǒng)會(huì)立刻停止工作，有效地防止砂輪在高速下碰撞，引起安全事故。具體地，在運(yùn)行時(shí)通過判斷伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是否小于設(shè)定的閾值，若驅(qū)動(dòng)電流突然增大，表示砂輪主軸的負(fù)載力矩增大，此時(shí)應(yīng)控制砂輪停止工作。
[0027]本發(fā)明還提供了一種利用權(quán)利要求7中同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置的方法，包括:
[0028]利用調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第一底座和第二底座的傾斜角度以控制砂輪對(duì)刀具刃口的磨削角度；
[0029]利用進(jìn)給機(jī)構(gòu)控制第一底座和第二底座上的螺旋砂輪滑動(dòng)，用于砂輪磨損后的進(jìn)給補(bǔ)償；
[0030]利用伺服驅(qū)動(dòng)器和PLC控制器，保持兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的差值處于合理區(qū)間，控制兩個(gè)螺旋砂輪的同步嚙合運(yùn)動(dòng)；
[0031]利用伺服驅(qū)動(dòng)器和PLC控制器，控制兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流小于設(shè)定的閾值，避免兩個(gè)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。
[0032]本發(fā)明的有益效果如下:
[0033](I)機(jī)械結(jié)構(gòu)由傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)械+電氣控制，提高了結(jié)構(gòu)的柔性化；
[0034](2)利用進(jìn)給機(jī)構(gòu)控制砂輪自動(dòng)進(jìn)給補(bǔ)償，以解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)砂輪進(jìn)刀功會(huì)K;
[0035](3)螺旋砂輪磨削比平行砂輪磨削，可以保證更好的加工精度和表面光潔度。
【附圖說明】
[0036]圖1為現(xiàn)有雙側(cè)嚙合平行砂輪組磨削的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖2為現(xiàn)有機(jī)械式雙側(cè)螺旋砂輪同步嚙合磨削的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖3為現(xiàn)有機(jī)械式雙側(cè)螺旋砂輪同步嚙合磨削的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖；
[0039]圖4為本發(fā)明中螺旋砂輪結(jié)構(gòu)圖；其中，a圖為外部結(jié)構(gòu)圖；b圖為端面視圖；c圖為A-A向的剖視圖；
[0040]圖5為本發(fā)明中同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0041]圖6為本發(fā)明中同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置的伺服控制系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042]如圖4?圖6所示的同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置，包括機(jī)架，機(jī)架上設(shè)有:傾斜布置的第一底座512，安裝在第一底座512上的第一螺旋砂輪507，相對(duì)第一底座512反向傾斜的第二底座510，安裝在第二底座510上并與第一螺旋砂輪507同步嚙合的第二螺旋砂輪508，和位于第一底座512和第二底座510之間并用于固定刀具的夾具511。
[0043]本實(shí)施例中，螺旋砂輪的結(jié)構(gòu)如圖4中的a、b、c圖所示，第一螺旋砂輪507和第二螺旋砂輪508設(shè)置在刀具的兩側(cè)，采用兩個(gè)采用螺旋砂輪雙側(cè)嚙合同步磨削的方法，提高刀片刃口的尺寸精度和表面光潔度。
[0044]第一底座512和第二底座510上均設(shè)有調(diào)節(jié)螺旋砂輪進(jìn)給的進(jìn)給機(jī)構(gòu)504，另外，第一底座512和第二底座510上安裝有滑動(dòng)座505，進(jìn)給機(jī)構(gòu)504包括固定在兩個(gè)底座上的進(jìn)給電機(jī)514，該進(jìn)給電機(jī)514通過絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)滑動(dòng)座505并帶動(dòng)螺旋砂輪進(jìn)給，實(shí)現(xiàn)砂輪磨損后的自動(dòng)補(bǔ)償。其中，第一底座512和第二底座510上設(shè)置燕尾滑槽，滑動(dòng)座505底部設(shè)有與燕尾滑槽相配合的燕尾滑塊503，燕尾滑塊503在燕尾滑槽內(nèi)滑動(dòng)，從而使滑動(dòng)座505帶動(dòng)螺旋砂輪進(jìn)給。
[0045]機(jī)架上設(shè)有調(diào)節(jié)第一底座512和第二底座510的傾斜角度以控制砂輪磨削角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)502;具體地，第一底座512和第二底座510靠近夾具511的一側(cè)轉(zhuǎn)接在機(jī)架上，相對(duì)的另一側(cè)于機(jī)架之間通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)502支撐，通過改變調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)502的支撐高度，實(shí)現(xiàn)第一底座512和第二底座510的傾斜角度調(diào)節(jié)，以帶動(dòng)調(diào)節(jié)刀片刃口的磨削角度。
[0046]本實(shí)施例中，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)502包括與機(jī)架固定連接的螺套513，內(nèi)部設(shè)有相配合的螺桿，螺桿的頂部抵住對(duì)應(yīng)的底座，底部設(shè)有轉(zhuǎn)盤501，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)盤501以調(diào)節(jié)螺桿對(duì)底座的支撐高度。
[0047]如圖5和圖6所示，第一底座512和第二底座510上均設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)螺旋砂輪的第一伺服電機(jī)506和第二伺服電機(jī)509，每個(gè)伺服電機(jī)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器，兩個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)器連接至一個(gè)PLC控制器。
[0048]本實(shí)施例中，PLC控制器內(nèi)設(shè)有第一比較器，用于判斷兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是否相同。PLC控制器內(nèi)還設(shè)有第二比較器，用于判斷兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是否小于設(shè)定的閾值。
[0049]利用第一比較器控制對(duì)應(yīng)兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流，以保持以同等功率運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)螺旋砂輪的同步嚙合運(yùn)行，若兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流不同，PLC控制器通過伺服驅(qū)動(dòng)器停止伺服電機(jī)的運(yùn)行，避免砂輪碰撞。
[0050]本實(shí)施例中還設(shè)置過載保護(hù)，即當(dāng)突發(fā)情況發(fā)生(例如同步帶輪失效、雜物進(jìn)入砂輪內(nèi)側(cè))，這是砂輪主軸的負(fù)載力矩增大，系統(tǒng)會(huì)立刻停止工作，有效地防止砂輪在高速下碰撞，引起安全事故。具體地，在運(yùn)行時(shí)通過第二判斷伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是否小于設(shè)定的閾值，若驅(qū)動(dòng)電流突然增大，表示砂輪主軸的負(fù)載力矩增大，此時(shí)應(yīng)控制砂輪停止工作。
[0051]本實(shí)施例中，伺服控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置設(shè)有斷電保護(hù)，運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)可能導(dǎo)致?lián)p壞或危險(xiǎn)的情況時(shí)自動(dòng)切斷電源停止運(yùn)行來保障設(shè)備安全的功能。
[0052]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施舉例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)刀具補(bǔ)償?shù)耐絿Ш下菪拜喣ハ餮b置，其特征在于，包括機(jī)架，所述的機(jī)架上設(shè)有:傾斜布置的第一底座，安裝在第一底座上的第一螺旋砂輪，相對(duì)第一底座反向傾斜的第二底座，安裝在第二底座上并與第一螺旋砂輪同步嚙合的第二螺旋砂輪，和位于第一底座和第二底座之間并用于固定刀具的夾具； 所述的第一底座和第二底座上均設(shè)有調(diào)節(jié)螺旋砂輪進(jìn)給的進(jìn)給機(jī)構(gòu)； 所述的機(jī)架上設(shè)有調(diào)節(jié)第一底座和第二底座的傾斜角度以控制砂輪磨削角度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)； 所述的第一底座和第二安裝座上均設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)螺旋砂輪的伺服電機(jī)，每個(gè)伺服電機(jī)受控于與之連接的伺服驅(qū)動(dòng)器。2.如權(quán)利要求1所述的同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置，其特征在于，所述的第一底座和第二底座上安裝有滑動(dòng)座，所述的進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括固定在兩個(gè)底座上的進(jìn)給電機(jī)，所述的進(jìn)給電機(jī)通過絲桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述的滑動(dòng)座并帶動(dòng)螺旋砂輪進(jìn)給。3.如權(quán)利要求2所述的同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置，其特征在于，所述第一底座和第二底座上設(shè)置燕尾滑槽，滑動(dòng)座底部設(shè)有與燕尾滑槽相配合的燕尾滑塊。4.如權(quán)利要求1或3所述的同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置，其特征在于，所述第一底座和第二底座靠近夾具的一側(cè)轉(zhuǎn)接在機(jī)架上，相對(duì)的另一側(cè)與機(jī)架之間通過所述的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)支撐。5.如權(quán)利要求4所述的同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置，其特征在于，所述的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括與機(jī)架固定連接的螺套，內(nèi)部設(shè)有相配合的螺桿;螺桿的頂部抵住底座，底部設(shè)有轉(zhuǎn)盤。6.如權(quán)利要求1所述的同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置，其特征在于，所述的伺服驅(qū)動(dòng)器連接至一個(gè)PLC控制器，所述PLC控制器內(nèi)設(shè)有第一比較器，用于判斷兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是否相同。7.如權(quán)利要求6所述的同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置，其特征在于，所述的PLC控制器內(nèi)設(shè)有第二比較器，用于判斷兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流是否小于設(shè)定的閾值。8.—種利用權(quán)利要求7中同步嚙合螺旋砂輪磨削裝置的方法，其特征在于，包括: 利用調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)第一底座和第二底座的傾斜角度以控制砂輪對(duì)刀具刃口的磨削角度； 利用進(jìn)給機(jī)構(gòu)控制第一底座和第二底座上的螺旋砂輪滑動(dòng)，用于砂輪磨損后的進(jìn)給補(bǔ)償； 利用伺服驅(qū)動(dòng)器和PLC控制器，保持兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流的差值處于合理區(qū)間，控制兩個(gè)螺旋砂輪的同步嚙合運(yùn)動(dòng)； 利用伺服驅(qū)動(dòng)器和PLC控制器，控制兩個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流小于設(shè)定的閾值，避免兩個(gè)電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行。
【文檔編號(hào)】B24B47/12GK106002505SQ201610541091
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】倪柏鋼, 陶狄鋒, 嚴(yán)岳峰
【申請(qǐng)人】浙江宏恩智能裝備技術(shù)有限公司