磨床的進給機構制造技術

本實用新型專利技術提出一種磨床的進給機構，包括伺服粗進給機構和精進給機構。包括磨床機身、伺服進給機構、進給拖板以及光柵尺，其中伺服粗進給機構用于驅動進給拖板相對于磨床機身移動，光柵尺用于測量進給拖板相對于磨床機身的移動量。精進給機構包括微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀，其中微動執行機構產生彈性形變從而驅動工件夾持機構和工件，在線式主動量儀用于加工過程中測量工件尺寸，其中，光柵尺和在線式主動量儀的測量結果均輸入磨床的控制單元，控制單元根據光柵尺和在線式主動量儀的測量結果控制伺服進給機構和微動執行機構。本實用新型專利技術精度高，且磨削過程全部實現自動檢測與反饋，避免人為誤差。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及數控機床，且特別涉及軸承磨床的微進給伺服控制系統。
技術介紹
軸承行業磨加工是整個加工鏈中最為重要的環節，其加工的尺寸精度都以微米計量，隨著我國軸承產業不斷提升，軸承在生產制造過程中的零件加工精度要求也在不斷提升，特別是在微型及特微型軸承磨加工方面。行業需求的提升已開始拉動對磨床制造技術要求的提升。目前國產軸承行業磨床加工精度多為5微米左右，最高不超過3微米，而一些軸承 內孔的磨削，本身其公差帶也就5微米左右。磨削精度誤差來自于機床的各個方面，如機床磨削進給系統精度、高速電主軸系統，機床本體振動控制等等，而其中最主要的方面則是來自于機床進給系統。分析當前機床測量技術與運動控制技術的實現，可以看到，測量技術通過在線式主動量儀，其在磨削過程中測量精度已能實現I微米，目前主要的精度損失環節在于磨床進給系統。磨床進給系統傳動主是通過凸輪機構或滾珠絲杠傳動，凸輪機構傳動通過凸輪轉動帶擺臂進行進給運動，機構較復雜，整體精度難以保證，加之加工制造的復雜性，使大多機床制造商轉向通過滾珠絲杠螺母傳動，通過步進電機或伺服電機進行聯軸直接驅動。步進電機由于步距角與步距細分的精度不夠高，目前精度較高的都通過伺服電機拖動。伺服電機控制系統已能實現單圈10000個脈沖的細分精度，其電機輸出軸的轉角精度已足夠，但滾珠絲杠本身在傳動有一定的精度損失，對應于最高精度CO級也只能到3-4微米，所以目前磨床進給系統的步進精度不夠高是影響加工精度的主要因素。
技術實現思路
本技術目的在于提供一種精度高、自動化程度高的磨床的進給機構。為達成上述目的，本技術提出一種磨床的進給機構，包括伺服粗進給機構和精進給機構。伺服粗進給機構包括磨床機身、伺服進給機構、進給拖板以及光柵尺，其中伺服進給機構用于驅動進給拖板相對于磨床機身移動，光柵尺設置在磨床機身和進給拖板之間并用于測量進給拖板相對于磨床機身的移動量。精進給機構包括微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀，其中微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀設置于進給拖板上，微動執行機構產生彈性形變從而驅動工件夾持機構和工件，在線式主動量儀用于加工過程中測量工件尺寸，其中，光柵尺和在線式主動量儀的測量結果均輸入磨床的控制單元，控制單元根據光柵尺和在線式主動量儀的測量結果控制伺服進給機構和微動執行機構。進一步，本技術中，上述微動執行機構由磁致伸縮材料通電形成可變磁場形成。綜上，從整個方案看，通過伺服進給可實現進給的快速性，通過微動機構可實現在精磨與光磨過程的微小位移量的變動，由于二級進給傳給都配置有位置檢測與傳感部件，形成反饋環節，因此重復定位精度主要都是由測量元件保證。測量方面能達至的精度基本就是機床可加工達到的精度。這種設計在保證原先快速進給效率較高的基礎上，進而增加精進給，彌補了原先進給系統在精磨時精度不高的缺點，同時由于全閉環控制，所有磨削過程全部實現自動檢測與反饋，避免人為誤差。從設計角度，可將磨床精度提高一倍左右，從而實現軸承行業微型磨床加工精度的提高，帶動產業加工鏈的進步，提高整體產品加工質量與批次一致性。附圖說明 圖I為本技術一實施例的進給機構的原理框圖。圖2為本技術另一實施例的進給機構的結構示意圖。具體實施方式為了更了解本技術的
技術實現思路
，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。如圖I所示，磨床的進給機構包括伺服粗進給機構和精進給機構。伺服粗進給機構包括磨床機身、伺服進給機構、進給拖板以及光柵尺，其中伺服進給機構用于驅動進給拖板相對于磨床機身移動，光柵尺設置在磨床機身和進給拖板之間并用于測量進給拖板相對于磨床機身的移動量。精進給機構包括微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀。其中微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀設置于進給拖板上，微動執行機構產生彈性形變從而驅動工件夾持機構和工件，在線式主動量儀用于加工過程中測量工件尺寸，其中，光柵尺和在線式主動量儀的測量結果均輸入磨床的控制單元，控制單元根據光柵尺和在線式主動量儀的測量結果控制伺服進給機構和微動執行機構。從圖I可知，進給機構主要由兩級機構完成，第一級為伺服粗進給機構，通過光柵尺進行反饋形成外環閉環控制，第二級為微動執行機構構成的精進給機構，通過在線主動量儀進行反饋形成內閉環控制。伺服進給機構包括伺服電機以及由伺服電機帶動的滾珠絲杠，伺服進給機構帶動進給拖板進行快速定位及粗磨過程進給，定位精度實現至絲級精度，粗定位完成后鎖定進給拖板，通過微動執行機構進行微米級精進給，微動執行機構通過彈性變形傳導至工件夾持機構，帶動磨削工件進行微進給。圖2為本技術另一實施例的進給機構的結構示意圖。從圖2可以看出，伺服電機11直驅進給滾珠絲杠12,絲杠螺母13固定在進給拖板14上,進給拖板14與機床床身(圖中未示)通過導軌連接。當伺服電機11轉動時，帶動進給拖板14進行一級主進給運動，運動步進當量由絲杠螺距、伺服電機每轉細分數決定，運動精度由拖板導軌精度、滾珠絲杠精度決定，此級運動由安裝于機床床身與進給拖板間的光柵尺15檢測反饋。在進給拖板14之上，安裝微動執行機構16，微動執行機構16可用磁致伸縮材料通電形成可變磁場形成，通過控制單元控制磁場強弱，使微動執行機構16進行對應位移量的變形，從而進而帶動工件夾持機構17上的工件18進行微進給，并由在線式主動量儀19進行檢測。光柵尺15和在線式主動量儀19的檢測結果輸入磨床的控制單元，磨床的控制單元(圖中未示)根據光柵尺15和在線式主動量儀19的測量結果控制伺服進給機構和微動執行機構。對于本領域中具有通常知識的人來說，磨床的控制單元根據光柵尺和在線式主動量儀的測量結果如何控制伺服進給機構和微動執行機構為公知技術，在此不再詳細描述。進一步，圖2中，標號20為磨削刀具，21為磨削刀具的驅動電機。綜上所述，通過伺服粗進給可實現進給的快速性，通過微動機構可實現在精磨與光磨過程的微小位移量的變動，由于二級進給傳給都配置有位置檢測與傳感部件，形成反饋環節，因此重復定位精度主要都是由測量元件保證。測量方面能達至的精度基本就是機床可加工達到的精度。這種設計在保證原先快速進給效率較高的基礎上，進而增加精進給，彌補了原先進給系統在精磨時精度不高的缺點，同時由于全閉環控制，所有磨削過程全部實現自動檢測與反饋，避免人為誤差。從設計角度，可將磨床精度提高一位左右，從而實現軸承行業微型磨床加工精度的提高，帶動產業加工鏈的進步，提高整體產品加工質量與批次一致性。雖然本技術已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本技術。本實 用新型所屬
中具有通常知識者，在不脫離本技術的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本技術的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。權利要求1.一種磨床的進給機構，其特征在于，包括伺服粗進給機構，包括磨床機身、伺服進給機構、進給拖板以及光柵尺，其中伺服進給機構用于驅動進給拖板相對于磨床機身移動，光柵尺設置在磨床機身和進給拖板之間并用于測量進給拖板相對于磨床機身的移動量，以及精進給機構，包括微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀，其中微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀設置于進給拖板上，微本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磨床的進給機構，其特征在于，包括：伺服粗進給機構，包括磨床機身、伺服進給機構、進給拖板以及光柵尺，其中伺服進給機構用于驅動進給拖板相對于磨床機身移動，光柵尺設置在磨床機身和進給拖板之間并用于測量進給拖板相對于磨床機身的移動量，以及精進給機構，包括微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀，其中微動執行機構、工件夾持機構、工件和在線式主動量儀設置于進給拖板上，微動執行機構產生彈性形變從而驅動工件夾持機構和工件，在線式主動量儀用于加工過程中測量工件尺寸；其中，光柵尺和在線式主動量儀的測量結果均輸入磨床的控制單元，控制單元根據光柵尺和在線式主動量儀的測量結果控制伺服進給機構和微動執行機構。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：尤維佳，
申請(專利權)人：無錫市海鴻精工機械制造有限公司，
類型：實用新型
國別省市：