[发明专利]一种在线超声波修锐粗粒度超硬磨料砂轮的装置

说明书

本发明公开一种在线超声波修锐粗粒度超硬磨料砂轮的装置，在砂轮磨削加工暂停的时间内，检测装置利用角度控制编码器控制用来提取图像的工业相机旋转，从远离砂轮的一端到相机与砂轮垂直靠近，镜头扫描拍照，然后将图像上传至计算机并利用openCV进行处理，如果检测出砂轮磨粒未出现大面积磨损，检测装置将相机旋转离开砂轮；如检测出砂轮磨粒磨损严重，继续暂停加工，工业相机旋转离开砂轮，修锐装置移动至砂轮位置，输出磨粒磨损聚集区的轮廓的坐标，生成G代码，控制超声装置上的工具对磨损的位置进行修锐，修锐完成后装置移动至工作台最外侧。本套装置在不拆卸砂轮的情况下，利用超声装置对磨削砂轮进行检测和修锐，提高了砂轮的加工质量和效率。

技术领域

本发明专利涉及一种修锐粗粒度超硬磨料砂轮的装置，具体涉及一种可以在线超声波修锐粗粒度超硬磨料砂轮的装置。

背景技术

超硬磨料砂轮，包括立方氮化硼和金刚石砂轮，被广泛用于各种硬脆性材料，如石材、玻璃、陶瓷、硬质合金、半导体材料等的磨削加工，在加工不同形状的工件时，其砂轮的形貌会不一样，如平形砂轮、杯形砂轮、蝶形砂轮等。粗粒度超硬磨料砂轮通过研究发现也可用于硬脆材料的精密磨削加工，并且有容屑空间大，结合剂对磨粒把持力强，形状保持性好等优点。为了实现硬脆材料的精密磨削，需保证砂轮的轮廓形状精度，在加工初期要对砂轮进行修整，但修整完成后可能会出现磨粒磨钝的情况；另外在对硬脆材料进行磨削加工后，由于硬脆材料自身比较硬也会使磨粒出现磨钝的情况。单颗金刚石的破碎程度及其形状对磨削有很大的影响，磨损后的砂轮磨粒微切削刃减少，磨削力增大，继续加工会导致工件表面质量和形状精度降低，磨削工件表面温度升高，造成工件的烧伤，另外砂轮磨损后容屑空间也会减少，造成砂轮堵塞，继续使用磨损的砂轮进行加工会达不到精密和超精密加工的要求。

针对砂轮加工过程中出现的磨损情况，现已经研究出很多种修整以及修锐的方法，如ELID电解修整、金刚石笔修整，金刚石滚轮修整，电加工修整等方法，而利用超声修整的方法很少见。超声波加工是将换能器产生的超声振动由变幅杆将位移振幅放大后传输给工具头，工具头振动“锤击”工件表面，使加工工件的表面破碎和去除。这种加工方法切削力小，切削热低，工件表面质量高，精度高，能很好地解决难加工材料、表面质量和精度要求高的工件加工问题。

发明内容

本发明所要解决的主要是问题是，为保证在对硬脆材料的加工中得到高的表面质量和精度，提出一种在磨削加工过程中可以对超硬磨料砂轮进行在线修锐的装置，它能够在不拆卸砂轮的情况下对仿形砂轮或成型砂轮进行检测并修锐，使其保持一定的出刃高度和微切削刃，让磨削过程中的切削力切削热减小，提高加工精度和生产效率。

本发明专利为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种在线超声波修锐粗粒度超硬磨料砂轮的装置，包括：在线检测装置和修锐装置；

所述修锐装置的具体结构为：X向支架固定在修锐装置底座上；步进电机a固定在X向支架的一侧壁上；滚珠丝杠a和导轨a彼此平行间隔固定在X向支架上；步进电机a和滚珠丝杠a的联轴器传动连接；滚珠丝杠支撑座a通过滚珠丝杠a固定在X向支架上；

Y向支架安装在导轨a和滚珠丝杠a上；步进电机b安装在Y向支架上；导轨b、滚珠丝杠b安装在Y向支架上；滚珠丝杠b与导轨b彼此平行间隔固定在Y向支架上；步进电机b和滚珠丝杠b联轴器连接；滚珠丝杠支撑座b连接滚珠丝杠b固定在Y向支架上；

超声波装置支架安装在滚珠丝杠b和导轨b上；超声装置在节点位置处与超声波装置支架连接；超声修锐工具与超声装置采用螺纹连接；

所述在线检测装置的具体结构为：小型立式电动机固定在在线检测装置底座上；肋板斜向连接在在线检测装置底座和底座侧壁之间；电动机与支撑杆a的联轴器连接；支撑杆a采用连接件和紧固螺栓与支撑杆b连接；支撑杆a上端用编码器联轴器与角度控制编码器连接，以控制支撑杆a按一定角度旋转；工业相机利用夹具固定安装在支撑杆b的末端；