[发明专利]一种多形变铸件修磨加工方法

权利要求书

1.一种多形变铸件修磨加工方法，通过运行多形变铸件修磨加工装置及其系统软件来实现，其特征是：

多形变铸件修磨加工装置的进给部机构A执行所夹持工件B的以水平进给位移量h_o、垂直进给位移量v_o进给的任务；进给部机构A夹持部按工件B的规格，配有一号工件卡口①、二号工件卡口②、三号工件卡口③和四号工件卡口④；多形变铸件修磨加工装置的加工部机构C执行以摆仰角度b_o、旋摆角度r_o修磨工件B的任务；水平进给位移量h_o、垂直进给位移量v_o和摆仰角度b_o均以箭头标注正向；旋摆角度r_o以逆时针箭头标注正向；砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G按砂轮边沿柱侧面紧实接触工件弯曲段凸面的最小打磨推进量计算，可根据工件号和所选砂轮规格确定；第一弯曲段轴心线圆心O₁作为进给动点，通过水平进给初始位参考值H₀和垂直进给初始位参考值V₀测度，相对加工自由度基准直角坐标系原点O，依据工件结构视图，可分别以基准直角坐标系横轴x和基准直角坐标系纵轴y的坐标值，计算确定水平进给位移量h_o和垂直进给位移量v_o的初始给定值；依据工件结构视图，相对加工自由度基准直角坐标系原点O和基准直角坐标系纵轴y，利用砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G、砂轮半径R_G、加工进深H、加工摆长R，和第一弯曲段轴心线圆心O₁、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距R_O、第二弯曲段轴心线圆心O₂相对直角坐标系xOy的进给值，可计算确定摆仰角度b_o、旋摆角度r_o的给定值和程序给定值；进而，计算确定水平进给位移量h_o和垂直进给位移量v_o的后续给定值；

工件直棒段为直棒段长度U，直棒段直径Φ₁的等径圆柱形颈杆，其左端为20°锥形预留焊接面；从工件右端开始以第一弯曲段轴心线圆心O₁为圆心，以第一弯曲段轴线半径R₁下转40°过渡下弯；再在40°线上，以第一弯曲段轴心线圆心O₁为起点，距第一弯曲段与第二弯曲段圆心距R_O处，取第二弯曲段轴心线圆心O₂，再以第二弯曲段轴心线圆心O₂为圆心，以第二弯曲段轴线半径R₂下转30°下弯；从工件右端开始，圆柱体从颈部直径Φ₁向口部直径Φ₂等比例渐粗；工件结构视图的形状、结构线及其参数是工件加工程序语句编制的依据，这样的加工程序将以程序指令、变量操作、控制多形变铸件修磨加工装置的运行；

多形变铸件修磨加工装置系统软件总体流程以人工检查、确认工作准备状态和程序的机器自检开始；如果确认无误且自检通过，则通过多形变铸件修磨系统的人机界面进行诸如工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度U_W、水平进给初始位参考值H₀、垂直进给初始位参考值V₀、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G，砂轮半径R_G、砂轮极限剩余半径R_m、加工进深H、加工摆长R、第一弯曲段轴线半径R₁、第一弯曲段与第二弯曲段圆心距R_O、第二弯曲段轴线半径R₂、颈部直径Φ₁、口部直径Φ₂、打磨环1/4周期T_C和控制周期⊿T的参数设置；然后，设置水平进给参考值变量H_I、垂直进给参考值变量V_I、水平进给量变量h_I、垂直进给量变量v_I、摆仰角度变量b_I、旋摆角度变量r_I、弯曲段直径扩张量变量⊿Φ、打磨时间变量T、砂轮磨损变量⊿R_G、砂轮半径变量R_I、工件半径变量R_W、摆仰角斜边变量R_S、水平进给速度变量v_h、垂直进给速度变量v_y、旋摆角速度变量v_r及其字长；

水平进给位移量h_o的初始位为机座进给部的右侧面与进给部水平动体的左侧面重合；垂直进给位移量v_o的初始位为进给部水平动体的顶面与进给部垂直动体的顶面重合；圈摆仰轴结构中心处于加工自由度基准直角坐标系原点O；摆仰角的0°即初始位为圈摆体轴线处于水平位，即与基准直角坐标系横轴x重合；摆仰角度b_o无负向自由度；旋摆角r_o的0°，即初始位为旋盘上砂轮电动机的轴心处于最下位，即旋盘轴心与砂轮电动机轴心的连线垂直于水平面；进给初始位为第一弯曲段轴心线圆心O₁处于x＝H₀，y＝V₀坐标位；圈、盘初始位为摆仰角度b_o＝0°，旋摆角度r_o＝0°位；

第一步.以工件序号No、砂轮半径R_G、加工摆长R和口部直径Φ₂决定工件弯曲段的外轮廓，也就是决定所需盘旋摆的旋摆角度r_o目标，即决定旋摆给定数据，进而决定旋摆给定信号r_R；摆仰角斜边变量R_S赋值为R_S＝R+R₁；

第二步.以工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度U_W、水平进给初始位参考值H₀、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G和加工进深H决定所需水平进给，即决定水平进给给定数据，进而决定水平进给给定信号h_R；以工件序号No、垂直进给初始位参考值V₀、加工摆长R和第一弯曲段轴线半径R₁决定所需垂直进给，即决定垂直进给给定数据，进而决定垂直进给给定信号v_R；水平进给h_o和垂直进给v_o使得第一弯曲段轴心线圆心O₁处于x＝H和y＝R_S，摆仰角度b_o、旋摆角度r_o、水平进给位移量h_o和垂直进给位移量v_o这四个自由度的合运动，使得砂轮绕开工件弯曲段，继而砂轮后内边沿接近工件直棒段卡夹剩余长度U_W末端⊿G柱侧面的垂直投影立面，并砂轮中心点重合至工件轴线前外投影线，即初始进给到位；

第三步.打磨子系统的喷淋部令喷淋开启；

第四步.打磨子系统的砂轮部令砂轮开启；

第五步.进入直棒与弯曲过渡段打磨过程；

第六步.判断砂轮工况，将砂轮半径变量R_I赋值为R_I＝R_I-⊿R_G；若磨损超限，即R_I≤R_m，则跳转到第十一步；

第七步.进入弯曲段打磨过程；

第八步.判断砂轮工况，将砂轮半径变量R_I赋值为R_I＝R_I-⊿R_G；若磨损超限，即R_I≤R_m，则跳转到第十一步；

第九步.判断弯曲段轴线半径变换点到达情况，若摆仰角度b_o≥40°，则将水平进给参考值变量H_I赋值为H_I＝H₀-0.6428R₀，则将垂直进给参考值变量V_I赋值为V_I＝V₀-0.766R₀，摆仰角斜边变量R_S赋值为R_S＝R+R₂；

第十步.依弯曲段打磨过程的子步骤运行过程、路径与顺序，多形变铸件修磨系统的加工程序同时根据No、U、U_W、R₁、R₂、Φ₁、Φ₂、⊿G和⊿Φ，给出水平进给给定数据、垂直进给给定数据、摆仰角给定数据、旋摆角给定数据、摆仰程序给定数据和旋摆程序给定数据，也就决定了水平进给给定信号h_R、垂直进给给定信号v_R、摆仰角给定信号b_R、旋摆角给定信号r_R、摆仰程序给定信号b_P和旋摆程序给定信号r_P；其中的每一弯曲段打磨过程循环完成后，即执行中断，用以：检测、判断砂轮磨损超限情况，若超限，即停止打磨；判断弯曲段轴线半径变换点到达情况，若到达，则变换水平进给参考值变量H_I、垂直进给参考值变量V_I和摆仰角斜边变量R_S；判断弯曲段轴线半径终点角度到达情况，若到达，说明全部打磨工艺完成，即停止打磨；

第十一步.令砂轮关停；

第十二步.令喷淋关停；

第十三步.进给子系统的水平进给部根据工件序号No、直棒段长度U、直棒段卡夹剩余长度U_W、水平进给初始位参考值H₀、砂轮边沿柱侧面有效打磨推进量⊿G和加工进深H参数，按x＝H₀，即h_o＝0的控制目标，计算给出的水平进给给定信号h_R，经水平进给信号检测变换环节Tr_h转换得到的水平进给反馈信号h_f反馈和水平进给控制系统的闭环处理，执行水平方向进给复位；同时，打磨子系统的圈摆仰部按摆仰角的0°的控制目标，计算给出的摆仰角给定信号b_R，经摆仰角信号检测变换环节Tr_b转换得到的摆仰角度反馈信号b_f反馈和圈摆仰控制系统的闭环处理，执行圈摆仰的参数控制复位；

第十四步.进给复位到第一弯曲段轴心线圆心O₁处于x＝H₀，y＝V₀坐标位；圈、盘复位到摆仰角度b_o＝0°，旋摆角度r_o＝0°位；

最后，人工停机。