[发明专利]一种工件外圆磨非接触式监测装置及方法

权利要求书

1.工件外圆磨非接触式监测装置，其特征在于，包括竖直设置的支撑柱，在支撑柱的顶部上下并排设有两个横导向杆，所述两个横导向杆与支撑柱左右滑动连接，在支撑柱上设有用于固定两个横导向杆的第一紧锁机构，在两个横导向杆右端之间固定有支撑底座，在支撑底座上固定有活塞杆竖直向上设置的驱动油缸，在活塞杆的顶部固定有连接架，在连接架的右端固定有竖直设置的竖杆，在竖杆的底端固定有第一气动量仪气测头，第一气动量仪气测头用于监测工件的外圆尺寸变化；在支撑柱上滑动连接有横支撑杆，横支撑杆与支撑柱之间上下滑动连接，在支撑柱上设有用于固定横支撑杆的第二紧锁机构，横支撑杆位于横导向杆的下方且在横支撑杆的右端固定有用于校准砂轮位置的第二气动量仪气测头。

2.根据权利要求1所述的工件外圆磨非接触式监测装置，其特征在于，包括与第一气动量仪气测头连接的第一气动量仪、与第二气动量仪气测头连接的第二气动量仪，所述第一气动量仪和第二气动量仪均为电子式气动量仪，第一气动量仪的信号输出端与无心磨床控制系统的信号输入端连接，第一气动量仪和第二气动量仪的测量结果实时显示在控制台的显示器上。

3.根据权利要求2所述的工件外圆磨非接触式监测装置，其特征在于，在连接架上设有用于竖杆上下方向微调的第一微调机构；在支撑柱上设有用于横支撑杆左右方向微调的第二微调机构。

4.根据权利要求1至3任一条所述的工件外圆磨非接触式监测装置，其特征在于，所述第一气动量仪气测头通过第一旋转夹具与竖杆底端固定连接，第二气动量仪气测头通过第二旋转夹具与横支撑杆的右端固定连接。

5.利用如权利要求4所述的工件外圆磨非接触式监测装置进行的工件外圆磨非接触式监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

A：将支撑柱安装在无心磨床上，左右滑动调整两个横导向杆，让第一气动量仪气测头位于待磨削工件中心的正上方；上下移动、转动调整第二气动量仪气测头，让第二气动量仪气测头垂直于砂轮工作区域外圆；

B：将校准用的标准工件放在合金托板上，在合金托板和导轮的支撑作用下将标准工件固定在合金托板上，然后手动操作无心磨床让砂轮以静止状态给进到工作位置压紧标准工件，启动驱动油缸带动第一气动量仪气测头沿着标准工件的径向竖直向下运动，对标准工件的外圆表面进行测量，测量值作为第一气动量仪气测头测量的基准零位；

C：手动操作无心磨床让修正好的砂轮以静止状态给进到工作位置，然后用第二气动量仪气测头对砂轮的外圆进行测量，测量值作为第二气动量仪气测头测量的基准零位；

D：启动驱动油缸带动第一气动量仪气测头沿着标准工件的径向竖直向上运动以让出空间，然后将待磨削工件放在合金托板上，再次启动驱动油缸带动第一气动量仪气测头向下运动到测量范围之内，此时开始对待磨削工件进行外圆磨削，同时第一气动量仪气测头对待磨削工件的外圆尺寸变化进行实时监测，监测到基准零位尺寸时，将此信号传输给无心磨床系统作为砂轮退刀的开关信号，控制砂轮退刀停止磨削，从而完成一个工件外圆的加工；

E：重复步骤D以对批量待磨削工件进行外圆加工；当砂轮出现磨损影响磨削质量时，进入步骤F；

F：将出现磨损的砂轮重新修整，在第二气动量仪气测头的监测下，操作无心磨床将砂轮的工作位置调整在砂轮基准零位处。

6.根据权利要求5所述的工件外圆磨非接触式监测方法，其特征在于，在步骤B中第一气动量仪气测头沿着标准工件的径向竖直向下运动达到测量范围后，再通过第一微调机构进行微调定位，最后通过第一旋转夹具找到最大外圆的拐点。

7.根据权利要求5或6所述的工件外圆磨非接触式监测方法，其特征在于，在步骤C中用第二气动量仪气测头对砂轮的外圆进行测量中，可以通过第二微调机构进行微调定位，最后通过第二旋转夹具找到最大外圆的拐点。