[发明专利]步进电机驱动的磨床及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磨床，是一种步进电机驱动的磨床及其控制方法。

背景技术

磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。随着高精度、高硬度机械零件数量的增加，以及精密铸造和精密锻造工艺的发展，磨床的性能、品种和产量都在不断的提高和增长。外圆磨床是使用的最广泛的，能加工各种圆柱形和圆锥形外表面及轴肩端面的磨床。万能外圆磨床还带有内圆磨削附件，可磨削内孔和锥度较大的内、外锥面。

现有技术中，外圆磨床的自动化程度较低，只适用于中小批单件生产和修配工作。全自动外圆磨床是通过控制精密油缸的推进速度实现自动磨削的，或者用交流伺服系统控制丝杠进给实现自动磨削，油缸控制磨削过程或者用交流伺服系统控制丝杠进给实现自动磨削过程，成本高，而且磨削速度慢，且没有已有的手动磨床所具有的优点。

因此，需要一种磨床，自动化程度较高，结构简单，制造成本低，磨削效率高，提高磨削精度，并且节约生产成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种步进电机驱动的磨床及其控制方法，自动化程度较高，结构简单，制造成本低，磨削效率高，提高磨削精度，并且节约生产成本，通过步进电机来控制进给丝杆进给速度，从而实现粗磨到精磨再到光磨的实现自动磨削过程。

本发明的步进电机驱动的磨床的控制方法，所述磨床包括床身、径向进给机构、纵向进给机构、自动控制系统、步进电机Ⅰ和步进电机Ⅱ，所述步进电机Ⅰ和步进电机Ⅱ由自动控制系统控制分别驱动径向进给机构和纵向进给机构；所述自动控制系统包括主动测量仪和单片机系统，所述主动测量仪与工件对应设置用于采集工件的径向数据信息，并将数据信息输入单片机系统，由单片机系统发出控制信号至步进电机Ⅰ的控制器和步进电机Ⅱ的控制器，控制径向进给机构和纵向进给机构的进给量；

磨床的控制方法包括以下步骤：

a根据工件直径，设定径向测量点P₀、P₁、P₂、P₃和P₄，并且P₀＞P₁＞P₂＞P₃＞P₄，设在线采集数值为M，对比M值与P₄，如果M≤P₄，主动测量仪发出P₄脉冲信号结束工作；

b如果M＞P₄，对比M值与P₃，如果M≤P₃，则发出发出P₁脉冲信号，控制进给量P₁-P₂后发出P₂脉冲信号，直至M≤P₄时，发出P₄脉冲信号结束工作；

c如果M＞P₃，主动测量仪发出P₁脉冲信号，步进电机Ⅰ驱动径向进给机构进给量为P₁-P₂，开始粗磨；对比M值与P₄，如果M＞P₄，对比M值与P₃，如果M＞P₃，对比M值与P₂，如果M≥P₂，主动测量仪发出P₂脉冲信号，直至M＜P₂时，对比M值与P₃，如果M＞P₃，主动测量仪发出P₂脉冲信号，进行精磨，直至M≤P₃时，主动测量仪发出P₃脉冲信号，停止发出脉冲信号，等待工件旋转一个周期以上，发出P₄脉冲信号结束工作；

d步骤c中，如果M≤P₄，发出P₄脉冲信号结束工作；

e步骤c中，如果M≤P₃，主动测量仪发出P₃脉冲信号，停止发出脉冲信号，等待工件旋转一个周期以上，发出P₄脉冲信号结束工作。

进一步，所述单片机系统包括单片机Ⅰ和单片机Ⅱ，所述主动测量仪将数据信息输入单片机Ⅰ，单片机Ⅰ将信号处理后输入单片机Ⅱ，由单片机Ⅱ发出控制信号至步进电机Ⅰ的控制器和步进电机Ⅱ的控制器；

进一步，所述主动测量仪为位移传感器；

进一步，所述步进电机Ⅰ通过手轮进给丝杠机构Ⅰ和步进电机Ⅱ通过手轮进给丝杠机构Ⅱ分别驱动径向进给机构和纵向进给机构；