通用磨床砂轮修整器数控改造

基于砂轮凸度修整器修整方法的改进作者：蔡建新陈松来源：《山东工业技术》2018年第24期摘要：高精度圆锥滚子内圈外滚道磨床的凸度修整器直接影响着生产出的轴承的使用精度和寿命。

本文则是以圆锥滚子轴承内圈外滚道磨床凸度修整器修整方法的改进为例，浅述一下砂轮凸度修整器改进后的装配工艺及注意点。

关键词：凸度修整器；双曲线；修整参数DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.24.0041 修整的概述轴承圈用砂轮磨削，但磨削过程中砂轮会脱粒和钝化，所以必须要修整，而且由于对工件滚道表面形状会有一定要求，这些形状很多是微观上的，比方要求近似对数曲线的凸度，这个凸度微观上只凸出几个到十几个微米，而这个微观形状也是由修整出砂轮的形状，通过磨削复印上去的。

通常修整是通过金刚笔来实现的，金刚笔的头部有一个金刚石，作为天然的最硬的物质，虽然砂轮磨粒很硬，但金刚笔仍可以作为“加工”砂轮的刀具，将砂轮修整出我们想要的形状。

2 修整时的运动方向如下图所示：修整其实就两个方向，一个是砂轮轴向，一个是砂轮径向。

要实现滚道的修整，有很多种方法，其中最简单的办法就是直线修整，只要金刚笔沿砂轮轴向移动，就可以实现对砂轮的修整，但这种修整只能修整直线滚道，对于有凸度要求的滚道不能满足要求，因此插补修整应运而生，所谓插补修整就是在砂轮与工件轴心的平面内，砂轮轴向和砂轮径向两个方向均有一个数控轴控制精确控制金刚笔的运动和位置，使金刚笔尖按程序设定走出预设的曲线，从而把砂轮修整出所要的形状，轴承磨床砂轮插补修整与一般金属切削机床的插补有一定的区别，最大的区别在于精度要求高，因为滚道凸度的度量值一般在1丝以内，而且要求凸度曲线光滑无突跳，这对修整器径向进给（U轴）精度和分辨率要求相当高。

3 改进前的缺点要实现插补修整最简单的办法就是分别用两根伺服轴驱动金刚笔在两个方向内运动。

但这机械执行部件和数控系统都有很高的要求，如要求高精度的滚珠丝杆及高精度导轨，还有稳定可靠的数控系统，对零件精度和装配工艺要求也很高，综合使用成本高，往往还达不到要求，滚道凸度要求1丝以内，则要求U轴的实际进给分辨率至少要达到0.2微米以内，这往往是丝杆直接驱动难以达到的。

磨床砂轮修整及其数控实现磨床砂轮修整及其数控实现磨床是一种常用的工业加工设备，主要用于对各种金属和非金属工件的加工和修整。

在磨床加工中，磨床砂轮是最主要的磨具，其选用和修整对加工效率和质量有着至关重要的影响。

本文将介绍磨床砂轮修整的方法及其数控实现。

一、磨床砂轮修整的方法磨床砂轮经过一段时间的使用或外力冲击后，其表面会出现磨损、变形或断裂等情况。

为了确保加工质量，需要对砂轮进行修整。

目前常用的修整方法有手工修整和机械修整两种。

1.手工修整手工修整主要是利用手工磨具对砂轮进行修整。

具体步骤如下：（1）将磨床停止运转后，将砂轮锁定并拆下；（2）用工具将砂轮受损部位加工平坦，去除残余的杂质和损伤表面；（3）采用手工磨具对砂轮表面进行修整，使其恢复初始形状。

虽然手工修整操作简单，但是由于人工操作不易控制，磨削精度和磨轮的轮廓难以保证。

同时，手工修整效率低，难以满足大批量的磨床砂轮修整需求。

2.机械修整机械修整是将砂轮放置在修整设备上，通过设备内设定的磨削程序进行修整。

其主要优点是修整精度高、修整效率高等，但由于磨削程序的限制，磨轮的轮廓也比较有限。

二、磨床砂轮数控修整随着数控技术的不断发展，数控磨床也逐渐成为加工行业的主流设备。

与传统机床相比，数控磨床具有定位精度高、加工效率高、加工质量好等优点。

同时，其在砂轮修整方面也有很大的优势。

数控磨床的数控磨轮修整系统能够针对砂轮的不同形状，通过输入数值设定具体的修整轮廓，以实现高精度的砂轮修整。

整个修整过程由机器自动进行，精度和效率大大提高。

同时，数控磨床的修整程序可以轻松存储和调整，方便不同工件加工时的自动化应用。

磨床砂轮数控修整主要包括以下几个步骤：（1）设定修整轮廓：根据砂轮的不同形状，输入数值设定具体的修整轮廓。

（2）机器自动修整：启动修整程序后，机器自动进行磨削，直到砂轮恢复正常轮廓。

（3）检查修整结果：机器停止运转后，取出砂轮观察修整结果，并进行必要的修正。

磨床数控化改造设计1.引言磨床是一种常见的金属切削加工设备，用于加工精密零件。

传统的磨床操作复杂，效率低下，难以满足现代工业对精度和生产率的要求。

因此，将磨床进行数控化改造是一个重要的工程，可以提高生产效率和产品质量。

本文将介绍磨床数控化改造设计的关键方面。

2.设备选择在进行磨床数控化改造前，需要选择合适的数控系统和相关设备。

目前市场上有多种数控系统可供选择，如Siemens、Fanuc等。

要根据磨床的规格、使用要求和预算等因素来选择适合的数控系统。

同时，还需要选择相应的伺服电机和驱动器，以及传感器和编码器等相关设备。

3.机械结构调整在进行数控化改造时，需要对磨床的机械结构进行调整。

首先，需要对磨床的导轨、主轴和滑块等关键部件进行检修和维护，确保其良好的工作状态。

然后，根据数控系统的要求，对磨床进行改进和加工，如增加线性导轨、调整传动方式等，以提高精度和稳定性。

4.硬件接口设计数控系统需要与磨床的各个部件进行通信和控制。

因此，需要设计适配器和接口板，将数控系统的控制信号转化为磨床能够接受的信号。

这涉及到电气和电子方面的知识，需要根据具体磨床的设备和数控系统的要求来设计。

5.编程和控制数控化改造后，磨床需要进行编程和控制。

编程是通过数控系统来告诉磨床如何进行加工操作和移动。

传统的编程方式是使用G代码和M代码，但随着技术的发展，现在还可以采用CAD/CAM软件来进行编程。

控制是指数控系统对磨床进行运动控制和参数调整。

数控系统可以通过插补算法来实现复杂的运动轨迹控制，同时也可以根据不同的工件进行参数调整，以实现更高的加工效率和精度。

6.总结磨床数控化改造可以提高加工效率和产品质量，是现代工业中的重要工程。

在进行数控化改造设计时，需要选择适合的数控系统和相关设备，调整磨床的机械结构，设计硬件接口，进行编程和控制。

这些关键方面的设计将直接影响磨床的数控化改造效果。

因此，在设计过程中需要充分考虑实际情况和需求，确保改造后的磨床能够满足生产要求。

专利名称：一种安装于数控平面磨床磨头体上的砂轮自动修整器
专利类型：实用新型专利
发明人：徐建新
申请号：CN202021282246.X
申请日：20200702
公开号：CN212887051U
公开日：
20210406
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种安装于数控平面磨床磨头体上的砂轮自动修整器，包括固定结构和修磨结构，固定结构的正上方水平设置有修磨结构，且固定结构包括固定板和定位孔板，固定板的两侧均水平焊接有定位孔板，且固定板的竖截面形状为L形，固定板的竖直面内侧分别对称水平焊接有第一滑杆和第一刻度杆，且固定板的正上方竖直设置有修磨结构，且修磨结构包括U形的支架和修磨块，支架竖直设置在固定板的正上方，且支架之间均竖直对称设置有修磨块。

本实用新型能够根据实际的修整需要调整修整的距离尺寸，从而提升日常修整的精度。

申请人：广东顺的精密数控设备有限公司
地址：517000 广东省河源市高新区兴工南路东边、滨江南路北边
国籍：CN
代理机构：广州凯东知识产权代理有限公司
代理人：李勤辉
更多信息请下载全文后查看。

M10100磨床的数控化改造方案用数控技术对M10100磨床进行改装，可提高机床精度，实现圆弧,曲线等鼓形工的磨削加工。

利用CNC计算机控制理论，并结合磨床现状及使用要求对进给、电气控制及自动测量系统进行数控改造，既可提高产品的质量稳定性，又可为企业节省大量的资金，具有显著的经济效益。

改造方案1．数控系统因考虑到需要对M10100磨床导轮修整器和砂轮修整器的纵向和横向都进行准确的进给控制,数控系统的可选择四轴或两轴的系统,如不常对导轮进行修磨可选用两轴系统。

目前常用的数控伺服系统有开环伺服系统、半闭环伺服系统和闭环伺服系统。

本次改造经考虑选用半闭环伺服系统(因闭环伺服系统需要主动电感测微头的配合使用)。

2．电气控制原机床电气控制是一个简单的继电器控制电路，磨床的控制要求快速、准确，并且和CNC 配合使用。

因此采用外置PLC的形式实现电气控制。

使用外置的PLC控制使电路变得简单，大部分原来的电气元件需要更换。

电气部分的改造包括两个部分，一是PLC的选择，二是电气线路的改造.(但介于时间关系此部分不见意进行大的修改.)3．机械传动部分的改造设计机械传动是保证产品精度的重要因素，原液压进给机构由于液压换向时电磁阀的位置不一致，导致进给位置不准确；另外，进给传动链的最后一部分是由普通梯形丝杠将运动传递给工件架的，造成间隙大、寿命短；其补偿机构为凸轮小轴控制，零件损坏快、故障率高，且不易修复。

(1)液压换向阀的电磁阀的更换。

采用伺服电动机、滚珠丝杠串联的方式，装在原磨床的过桥上，代替原磨床的液压进给和补偿机构。

(2)将普通梯形丝杠更换为滚珠丝杠。

滚珠丝杠摩擦损失小、效率高，其传动效率可在90％以上，且精度高、寿命长。

4改造时间安排6月22日对机床导轮修整部和砂轮修整部分进行初步测绘确定改装方案6月23日对上面两部件进行折除(此两部件我们带走并对其进测绘),于24日整理出图纸6月25日根据测绘出的尺寸,对图纸进行重新设计整理,出好各新增部分的产品图纸,于26日与袁助讨论可行性,并对图纸进必要的修改6月27日~7月4日进行另部件的外协加工,在此期间丝杆\系统都必须到位7月5日至8日进行另部件的安装7月9日至10日进行系统安装和调试5.系统的抗干扰措施为了确保系统稳定可靠的工作，采取以下抗干扰措施：1)对于接口干扰，主要在于进入干扰信号的输入／输出端加光耦隔离变压器.2)通过加装金属机箱来达到电磁屏蔽效果。

数控磨床中误差补偿与砂轮修整的问题一、前言磨削加工中，砂轮的磨损状态是影响磨削质量的一个主要因素。

砂轮在磨削过程中，磨粒逐渐磨钝而失往切削能力，若继续磨削，就会增加砂轮与工件之间的摩擦而发热，磨削质量将明显下降。

这主要是由于磨粒的钝化，砂轮表面被堵以及砂轮外形失真所致，因此实时检测砂轮状态并及时修整，对保证磨削质量意义重大。

二、传动误差及补偿技术传动误差主要指传动链的制造精度与传动间隙，采用数控系统软件误差补偿方法，可以在机床的机械部分不作任何改进的情况下，使其总体精度明显进步。

精度软件误差补偿技术对进步数控机床的精度有两方面的意义，一是与制造精度的进步相结合，使数控机床的总体精度上升一个新的台阶。

二是在机床数控化改造时实施软件误差补偿，以实现廉价的机床精度升级。

1.齿隙误差补偿原理磨具磨床磨削微信不错!齿隙补偿又称反向间隙补偿机械传动链在改变转向(如工作台改变移动方向，旋转轴改变转向)时，由于齿隙的存在，会引起伺服电机空走，而工作台无实际移动，又称失动在半闭环系统中，这种齿隙误差对于机床加工精度具有很大影响，必须加以补偿，CNC系统是在位控程序计算反馈位置的过程中加进齿隙补偿以求得实际反馈位置增量。

各坐标轴的齿隙值被预先测定好，作为机床基本参数，以伺服分辨率为单位输进内存。

每当检测到坐标轴改变方向时，自动将齿隙补偿值加到由反馈元件检测到的反馈位置中，以补偿因齿隙引起的失动。

2.等间距螺距误差补偿所谓等间距指的是补偿点间的间隔是相等的，等间距螺距误差补偿选取机床参考点作为补偿的基础点，机床参考点由反馈系统提供的相应基准脉冲来选择，具有很高的正确度，是机床的基本参数之一。

在实现软件补偿之前，必须测得各补偿点的反馈增量修正值(以伺服分辨率为单位存进表中)，较高精度的CNC系统，一般采用激光干涉仪丈量的实际位置与发送的指令位置相比较，得到相应补偿点的反馈增量修正值。

即：补偿点反馈增量修正值=(数控指令命令值一实际位置值)/伺服分辨率。

数控磨床砂轮修整程序的参数化霍彦博【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2010(000)015【总页数】2页(P70-71)【作者】霍彦博【作者单位】大连冷冻机股份有限公司,辽宁,116033【正文语种】中文我公司现有一台数控端面外圆磨床，砂轮修整使用常规的数控程序。

为了扩展该机床的加工能力，要求砂轮修整程序中的数字可以灵活调整，故对修整程序进行参数化改编。

1.机床坐标系设置使用FANUC0i系统，X方向为直径编程。

按照工件与金刚石不动，砂轮在X和Z两个方向上移动编程，如图1所示。

图1 示意图1.床头箱 2.工作台 3.砂轮 4.金刚石 5.床尾箱2.变量列表#116修整起点X坐标#117粗修整起点X坐标#119精修整起点X坐标#120圆角终点X坐标#121修整侧面终点X坐标#124修整起点Z坐标#126粗修整终点Z坐标#127精修整终点Z坐标#128圆角终点Z坐标#508连续修整次数（预设数据）#511砂轮顶点圆弧半径（预设数据）#512修整粗进刀X向（预设数据）#513修整精进刀X向（预设数据）#514修整总进刀量X向#515修整总进刀量Z向#516粗修整速度（预设数据）#517精修整速度（预设数据）#518侧面修整速度（预设数据）#520圆角修整速度（预设数据）#531砂轮后退位（预设数据）#538砂轮侧面宽度（预设数据）#539砂轮Z向宽度（预设数据）#544金刚石X坐标（预设数据）#545金刚石Z坐标（预设数据）3.修整路径（1）根据编程前提条件，按照金刚石不动，砂轮移动，得到的修整路径示意图（见图2）。

图2（2）按照中心对称将图2变换，得金刚石移动，砂轮不动时的修整路径示意图（见图3）。

图3从图3可以清楚地看出修整过程中砂轮和金刚石的相对运动关系。

4.程序及注释O0001（主程序）N10M98P101（调用修整子程序）N20#508=#508-1（砂轮修整次数减少1）N30IF［#508GT0］GOTO10（若砂轮修整次数大于0，重复修整）N40#508=0（将砂轮修整次数变量置为0）G01X#531F3000（返回砂轮后退位）N50M02（程序结束）M99（子程序结束）O0102（数据处理子程序）#514=#512+#513（修整总进刀量X向为粗精之和）#515=#514*TAN［!］#515=#515/2（修整总进刀量Z向）#116=#544+10.0（修整起点X坐标）#124=#545+5.0（修整起点Z坐标）#117=#544-#512（粗修整X坐标）#126=#545-#539#126=#126-5.0（粗修整终点Z坐标）#119=#117-#513（精修整终点X坐标）#127=#545-#515（精修整终点Z坐标，按尖角考虑）#127=#127-#511（精修整终点Z坐标，考虑圆角）#120=#119-#511120=#120-#511（圆角终点X坐标）#128=#545-#515（圆角终点Z坐标）121=#544-#538#121=#121-#538#121=#121-10.0（修整侧面终点X坐标）M99（子程序结束）5.结语用此程序修整砂轮可以设定砂轮宽度数据，以适用不同型号砂轮的修整要求，还可以方便地对修整次数、修整进刀量、修整速度进行适当调整，使砂轮适应不同材质、不同表面粗糙度值的磨削要求。

普通外圆磨床砂轮圆角精密修整方式摘要:针对外圆磨床加工高温合金的试样在磨削加工中，为保证试样加工型线圆弧面精度在砂轮修整上存在问题进行研究。

解决过去手动磨削修整的砂轮圆角问题，提升磨削效率，规避了质量风险。

关键词：砂轮修整；砂轮圆角；限位修整；该文针对MA1420/H外圆磨床加工高温镍基合金GH901高温合金的拉伸试样、持久试样在磨削加工中为保证试样加工型线圆弧面精度在砂轮修整上存在问题进行研究，改进设计了一种适用于磨削“凹型”零件的砂轮圆角砂轮修整器。

顺利解决了磨削过程中，过去手动磨削修整的砂轮圆角需多次修整检验才能达到圆弧要求的问题，有效提升了磨削效率，减少了制造成本。

同时降低了重复定位误差、规避了质量风险，对类似砂轮修整功能拓展具有借鉴意义。

1 序言砂轮在磨削加工过程中会发生钝化而丧失磨削能力或失去正确的几何形状。

砂轮工作表面的磨粒是否锋利及轮廓形状是否失真，对磨削效率及加工工件的表面质量都有直接的影响。

为此必须及时对砂轮工作面已磨钝的表面进行修整，以恢复切削性能和正确的几何形状。

如果不及时清理修磨，则会引起工件振动，以至严重影响砂轮使用寿命和磨削效率，直接影响到产品的表面质量及尺寸精度。

特别在磨削硬度高的材料时，需频繁对砂轮进行修磨。

磨床配备的砂轮修整器具有通用性，适用于一般工件，但对特种工件存在一定的局限性。

2 问题分析笔者公司的燃气轮高温零部件大量的采用GH901高温合金材料。

GH901材质为国内引进的新型耐高温材料，化学成分见表1。

表1 GH901合金化学成分（质量分数）（%）该材质等同于美国Incoly901及日本HHSKCM5700材质，具有优良的高温性能，常常被用于使用温度620℃左右的压力部件[2]。

作为镍基高温合金材料，主要的难加工性能表现如下。

1）高温强度高，加工硬化倾向大。

加工时塑性变形抗力大、负荷重。

2）导热性差。

3）对砂轮的粘结倾向大。

4）强化元素含量多，硬度高。

磨床砂轮修整及其数控实现概述磨床是一种用于加工金属、陶瓷等材料的机床，它是通过磨削砂轮对工件进行加工的。

然而，由于砂轮的使用，其表面会逐渐磨损和变形，这就需要进行砂轮的修整。

磨床砂轮修整是指对磨床砂轮进行修整，以恢复砂轮的几何形状和表面质量，从而保证加工的精度和质量。

近年来，随着数控技术的发展和应用，磨床砂轮的修整工艺也得到了大幅改进，数控磨床砂轮修整系统实现了砂轮的自动修整和高精度加工。

本文将介绍磨床砂轮修整的常用方法以及数控实现方式。

磨床砂轮修整方法磨床砂轮修整的常用方法包括手工修整、机械修整和电火花修整。

手工修整是最传统和基础的修整方法之一，它通过人工操作砂轮修整工具对砂轮进行修整。

手工修整需要熟练的操作技巧和经验，操作者需要根据砂轮的状况进行修整，调整修整工具的位置和角度，以达到修整的目的。

手工修整的优点是成本低、操作简单，但其缺点是修整精度不高，需要操作者具备一定的经验。

2. 机械修整机械修整是一种使用专用修整机器进行砂轮修整的方法。

机械修整机器通常由修整机床、修整刀具和控制系统组成。

机械修整通过控制修整刀具的运动轨迹和修整量，实现对砂轮进行修整。

相比于手工修整，机械修整的优点是修整精度高、效率高，但其缺点是设备成本较高。

电火花修整是一种利用电火花放电对砂轮表面进行加工的方法。

电火花修整利用电脉冲的高温高压作用于砂轮表面，使其破裂和熔化，以实现修整效果。

电火花修整具有修整精度高和加工效率高的优点，适用于修整硬质材料的砂轮。

然而，电火花修整的设备复杂，操作复杂，且对操作者要求较高。

数控磨床砂轮修整系统数控磨床砂轮修整系统是一种通过数控技术实现砂轮修整的自动化系统。

数控磨床砂轮修整系统由数控机床、修整刀具、传感器和控制系统组成。

它通过预先编程的修整路径和修整参数，自动控制机床和修整刀具的运动，实现对砂轮的自动修整。

数控磨床砂轮修整系统的主要特点包括：1.高精度：数控系统可以实现对修整刀具的运动轨迹和修整量的高精度控制，从而实现高精度的砂轮修整。