一種磨床工作檯行程控制裝置和系統的製作方法

2023-07-11 14:58:37

本實用新型涉及機械設備製造技術領域，尤其涉及一種磨床工作檯行程控制裝置和系統。

背景技術：

傳統的磨床，工作檯的往復運動是靠液壓油缸來推動，其換向和變速(磨削工件速度與修整砂輪速度的切換)是靠機械碰撞液壓閥門的閥芯來實現，這種結構的缺點是在對磨床進行自動化改造時，不能對工作檯的位置行程信息進行實時設置反饋給磨床計算機控制系統。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種磨床工作檯行程控制裝置，可以實時反饋工作檯的位置行程信息給工具機控制系統。

為實現上述技術目的，本實用新型採用以下技術方案：

一種磨床工作檯行程控制裝置，包括接近開關埠，編碼器埠，信號處理模塊，單片計算機，工具機控制系統埠，開關模塊和LED顯示模塊，用於接收外部移動工作檯位置信號的所述編碼器埠輸出端連接信號處理模塊的輸入端，信號處理模塊的輸出端、用於接收移動工作檯位置數值參考點信號的接近開關埠的輸出端和開關模塊的輸出端分別連接單片計算機的輸入端，單片計算機的輸出端分別連接LED顯示模塊的輸入端、工具機控制系統埠的輸入端。

作為上述方案的改進，所述開關模塊包括

用於存儲砂輪位於磨削區間所述移動工作檯左極限位置數值的第一按鍵，用於存儲砂輪位於磨削區間所述移動工作檯右極限位置數值的第二按鍵，用於存儲砂輪位於修整區間所述移動工作檯左極限位置數值的第三按鍵，用於存儲砂輪位於修整區間所述移動工作檯右極限位置數值的第四按鍵，用於控制所述移動工作檯左行的第五按鍵，用於控制所述移動工作檯右行的第六按鍵。該方案便於對移動工作檯行程的各個極限位置設置，以及對移動工作檯左右行程的控制。

本實用新型還提供了一種磨床工作檯行程控制系統，包括所述的磨床工作檯行程控制裝置和液壓缸驅動的移動工作檯，所述移動工作檯安裝於工具機上，

所述移動工作檯上固定設置有感應塊，所述工具機上設置有接近開關，所述接近開關電連接所述接近開關埠，所述感應塊靠近接近開關，觸發接近開關的移動工作檯位置數值參考點信號；

所述編碼器埠電連接一旋轉編碼器，所述旋轉編碼器的轉軸連接有齒輪，所述齒輪與固定安裝在移動工作檯上的齒條嚙合連接，所述齒條沿移動工作檯的直線運動方向設置。

作為上述方案的改進，所述旋轉編碼器為輸出互差90°相角兩相信號的增量式旋轉編碼器。該方案是為了後續信號處理模塊區分兩相信號的先後來判斷移動工作檯是左移或右移。

有益效果

本發明一種磨床工作檯行程控制裝置通過旋轉編碼器輸出的移動工作檯的位置信號給工具機控制系統，實時反饋移動工作檯的位置信號，並顯示於LED顯示模塊，磨床工作檯行程控制裝置的單片計算機可以記錄手動設置的移動工作檯在磨削工件或修整砂輪時移動工作檯行程的行程極限位置，使得工具機控制系統控制移動工作檯在行程極限位置自動換向。本發明磨床工作檯行程控制系統針對傳統磨床進行自動化改造時，一些傳統磨床因其內部空間所限，不便或不能改為電機驅動移動工作檯，通過保留原來的液壓油缸驅動移動工作檯，移動工作檯上加裝磨床工作檯行程控制裝置，與移動工作檯連接的旋轉編碼器實時將移動工作檯的位置信息，通過磨床工作檯行程控制裝置控制發送給工具機控制系統實現移動工作檯移動、換向和設置行程極限位置的功能。

附圖說明

圖1是本實用新型提供的磨床工作檯行程控制裝置結構圖；

圖2是本實用新型提供的磨床工作檯行程控制裝置的界面示意圖；

圖3是本實用新型提供的磨床工作檯行程控制系統中液壓缸驅動的移動工作檯的示意結構圖；

圖4是本實用新型提供的磨床工作檯行程控制系統實現的行程控制方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

參見圖1，是本實用新型實施例1提供的一種磨床工作檯行程控制裝置結構圖，該磨床工作檯行程控制裝置包括包括接近開關埠101，編碼器埠102，信號處理模塊103，單片計算機104，工具機控制系統埠105，開關模塊106和LED顯示模塊107，用於接收外部移動工作檯位置信號的所述編碼器埠102輸出端連接信號處理模塊103的輸入端，信號處理模塊103的輸出端、用於接收移動工作檯位置數值參考點信號的接近開關埠101的輸出端和開關模塊106的輸出端分別連接單片計算機104的輸入端，單片計算機104的輸出端分別連接LED顯示模塊107的輸入端、工具機控制系統埠105的輸入端。

其中，接近開關埠101，用於接收接近開關檢測到的移動工作檯位置數值參考點的信號，並將其傳輸給單片計算機104；

編碼器埠102，用於接收移動工作檯的位置信號並傳輸給信號處理模塊103；

信號處理模塊103，用於處理移動工作檯的位置信號，判斷移動工作檯的運動方向，並將判斷結果傳輸給單片計算機104；

單片計算機104，用於存儲磨削工件或修整砂輪時移動工作檯行程的行程極限位置，控制移動工作檯的移動位置信息輸出給LED顯示模塊107，以及在移動工作檯移動至所述行程極限位置時將換向控制信號輸出給工具機控制系統埠105；

工具機控制系統埠105，用於將所述移動工作檯移動信息傳輸給工具機控制系統控制移動工作檯移動，和將所述換向信號傳輸給工具機控制系統控制移動工作檯變換移動方向；

開關模塊106，用於觸發單片計算機104記錄磨削工件或修整砂輪時移動工作檯的行程極限位置信息，以及向單片計算機104發送控制工具機控制系統使得移動工作檯移動的信息；

LED顯示模塊107，用於顯示所述移動工作檯移動的位置信息。

參見圖2，是磨床工作檯行程控制裝置的界面示意圖。

開關模塊106包括用於存儲砂輪位於磨削區間所述移動工作檯左極限位置數值的第一按鍵16，用於存儲砂輪位於磨削區間所述移動工作檯右極限位置數值的第二按鍵14，用於存儲砂輪位於修整區間所述移動工作檯左極限位置數值的第三按鍵12，用於存儲砂輪位於修整區間所述移動工作檯右極限位置數值的第四按鍵11，用於控制所述移動工作檯左行的第五按鍵15，用於控制所述移動工作檯右行的第六按鍵13。

本實施例中，按下第六按鍵13，單片計算機104判斷移動工作檯的運動方向，並將判斷結果通過工具機控制系統埠105傳輸給工具機控制系統控制移動工作檯右行。第五按鍵15的工作過程類同第六按鍵13。

當LED顯示模塊107顯示所述移動工作檯的當前位置信息為砂輪位於磨削區間中用戶要設定的左極限移動工作檯位置數值時，按下第一按鍵16，此時，單片計算機104存儲移動工作檯的當前位置信息，即設定磨削區間移動工作檯左極限位置信息；在工件在磨削時，編碼器埠102接收移動工作檯的位置信號並傳輸給信號處理模塊103，信號處理模塊103處理所述移動工作檯的位置信號，判斷移動工作檯的運動方向，當移動工作檯的運動方向為左時，單片計算機104對當前的移動工作檯位置數值與所述設定的移動工作檯左極限位置數值作比較運算，當兩者相同時，單片計算機104通過工具機控制系統埠105將判斷結果傳輸給工具機控制系統控制移動工作檯左行至所述設定磨削區間移動工作檯左極限位置時變換移動方向。第二按鍵14的工作過程類同第一按鍵16。

當LED顯示模塊107顯示所述移動工作檯的當前位置信息為砂輪位於修整區間中用戶要設定的左極限移動工作檯位置數值時，按下第三按鍵12，此時，單片計算機104存儲移動工作檯的當前位置信息，即設定修整區間移動工作檯左極限位置信息；在砂輪在修整時，編碼器埠102接收移動工作檯的位置信號並傳輸給信號處理模塊103，信號處理模塊103處理所述移動工作檯的位置信號，判斷移動工作檯的運動方向，當移動工作檯的運動方向為左時，單片計算機104對當前的移動工作檯位置數值與所述設定的移動工作檯左極限位置數值作比較運算，當兩者相同時，單片計算機104通過工具機控制系統埠105將判斷結果傳輸給工具機控制系統控制移動工作檯左行至所述設定修整區間移動工作檯左極限位置時變換移動方向。第四按鍵11的工作過程類同第三按鍵12。

接近開關埠101接收到外接接近開關檢測到的移動工作檯位置數值參考點的信號，並將其傳輸給單片計算機104，單片計算機104對移動工作檯位置數值進行清零，當接近開關埠101接收不到移動工作檯位置數值參考點的信號時，單片計算機104對移動工作檯位置數值進行累加或累減運算。

參見圖3，是本實用新型實施例2提供的一種磨床工作檯行程控制系統中液壓缸驅動的移動工作檯的示意結構圖。

所述磨床工作檯行程控制系統包括實施例1中所述的磨床工作檯行程控制裝置、工具機控制系統和液壓缸驅動的移動工作檯4，移動工作檯安4和砂輪修整刀2安裝於工具機上，

移動工作檯4上固定設置有感應塊6，所述工具機上設置有接近開關5，接近開關5電連接接近開關埠101，感應塊6靠近接近開關5，觸發接近開關5的移動工作檯位置數值參考點信號；

編碼器埠102電連接一旋轉編碼器，旋轉編碼器的轉軸連接有齒輪8，齒輪8與固定安裝在移動工作檯4上的齒條7嚙合連接，齒條7沿移動工作檯4的直線運動方向設置；

第五按鍵15通過單片計算機104控制所述工具機控制系統使得移動工作檯4左行，第六按13鍵通過單片計算機104控制所述工具機控制系統使得移動工作檯4右行。

所述旋轉編碼器為增量式旋轉編碼器9，輸出的互差90°相角的兩相信號，用以區分移動工作檯4是左移或右移。

本實施例中，工具機控制系統控制移動工作檯4移動時，帶動固定於移動工作檯4上的砂輪3、齒條7、液壓油缸10的活塞杆17移動，通過齒輪8帶動增量式旋轉編碼器9旋轉，增量式旋轉編碼器9輸出的互差90°相角的兩相信號，通過編碼器埠102送入信號處理模塊103及其外圍元件組成的電路，由上述電路對輸入移動工作檯4位置信號進行四倍頻處理，以提高工作檯定位精度，根據兩相信號的相位先後，判斷移動工作檯4是左移或右移，進而控制單片計算機104對移動工作檯4當前位置數值作累加或累減運算。

本實施例中的信號處理模塊103為邏輯門集成電路。

接近開關5為移動工作檯4起點檢測元件，以確立移動工作檯4位置數值的參考點。當移動工作檯4行至右盡頭時，固定在其上的的感應塊6進入接近開關5的感應區，接近開關5便通過接近開關埠101向單片計算機104發出移動工作檯4起點信號，此時單片計算機104將移動工作檯4當前位置數值清零；當移動工作檯4左行使感應塊6離開接近開關5，單片計算機104才對移動工作檯4當前位置數值進行運算。

參見圖4，是本實用新型提供的所述磨床工作檯行程控制系統實現行程控制方法的流程示意圖。該磨床工作檯行程控制系統實現的行程控制方法，包括如下步驟：

S1、開關模塊106控制所述工具機控制系統使得移動工作檯4左行或右行；

該步驟中，按下第五按鍵15或第六按鍵13，單片計算機104判斷移動工作檯4的運動方向，並將判斷結果通過工具機控制系統埠105傳輸給工具機控制系統控制移動工作檯4左行或右行。

S2、移動工作檯4行至其上的感應塊6進入接近開關5的感應區，接近開關通過接近開關埠101向單片計算機104發出移動工作檯4的起點信號；

該步驟中，當移動工作檯4行至右盡頭時，固定在其上的的感應塊6進入接近開關5的感應區，接近開關5便通過接近開關埠101向單片計算機104發出移動工作檯4起點信號，此時單片計算機104將移動工作檯4當前位置數值清零，以確立移動工作檯4位置數值的參考點；當移動工作檯4左行使感應塊6離開接近開關5，單片計算機104才對移動工作檯4當前位置數值進行運算。

S3、在工件磨削區間的左右極限位置數值時，和/或在砂輪修整區間的左右極限位置數值時，開關模塊106觸發單片計算機104分別記錄當前移動工作檯的位置信息；

該步驟中，當LED顯示模塊107顯示移動工作檯4的當前位置信息為砂輪位於磨削區間中用戶要設定的左極限移動工作檯位置數值或右極限移動工作檯位置數值時，對應按下第一按鍵16或第二按鍵14，此時，單片計算機104存儲移動工作檯4的當前位置信息，即設定磨削區間移動工作檯左右極限位置信息；

當LED顯示模塊107顯示移動工作檯4的當前位置信息為砂輪位於修整區間中用戶要設定的左極限移動工作檯位置數值或右極限移動工作檯位置數值時，對應按下第三按鍵12或第四按鍵11，此時，單片計算機104存儲移動工作檯的當前位置信息，即設定修整區間移動工作檯左右極限位置信息；

S4、工具機工作時，單片計算機104不斷對移動工作檯4的當前位置數值分別與記錄的所述工件磨削區間的左右極限位置數值，和/或在砂輪修整區間的左右極限位置數值作比較運算，運算結果通過工具機控制系統埠105輸出給所述工具機控制系統控制移動工作檯4變換移動方向。

在工件在磨削時，增量式旋轉編碼器9輸出的互差90°相角的兩相信號，通過編碼器埠XS3送入信號處理模塊及其外圍元件組成的電路，信號處理模塊處理所述移動工作檯的位置信號，判斷移動工作檯的運動方向，當移動工作檯的運動方向為左時，單片計算機104對當前的移動工作檯位置數值與所述設定的移動工作檯左極限位置數值作比較運算，當兩者相同時，單片計算機104通過工具機控制系統埠105將判斷結果傳輸給工具機控制系統控制移動工作檯4左行至所述設定磨削區間移動工作檯左極限位置時變換移動方向；移動工作檯4右行至所述設定磨削區間移動工作檯右極限位置時變換移動方向的工作過程同上。

在砂輪在修整時，所述編碼器埠102接收移動工作檯4的位置信號並傳輸給信號處理模塊103，信號處理模塊103處理移動工作檯4的位置信號，判斷移動工作檯4的運動方向，當移動工作檯4的運動方向為左時，單片計算機104對當前的移動工作檯位置數值與所述設定的移動工作檯左極限位置數值作比較運算，當兩者相同時，單片計算機104通過工具機控制系統埠105將判斷結果傳輸給工具機控制系統控制移動工作檯4左行至所述設定修整區間移動工作檯左極限位置時變換移動方向；移動工作檯4右行至所述設定修整區間移動工作檯右極限位置時變換移動方向的工作過程同上。

在另一個實施例中，可以僅存在移動工作檯4左行至所述設定磨削區間移動工作檯左極限位置時變換移動方向的工作過程，和移動工作檯4右行至所述設定磨削區間移動工作檯右極限位置時變換移動方向的工作過程。

上述磨床工作檯行程控制系統實現的行程控制方法也可以理解為，通過手動第五按鍵15或手動第六按鍵13使得移動工作檯4左行或右行，手動控制移動工作檯4分別行至以上四個極限位置點，然後按下對應的按鍵，該極限位置點的數值便儲存到單片計算機104內的EEPROM中。

工具機工作時，單片計算機104不斷對移動工作檯4當前位置數值與上述的四個極限位置數值比較運算，運算結果通過工具機控制系統埠105送至工具機控制系統，實現對移動工作檯4的換向或變速控制以及工具機其它機構的控制。

以上所述是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本實用新型的保護範圍。