基于智能數控平臺的磨削中心的制作方法

本發明屬于機械領域，主要應用于一次性完成磨削多臺階軸類零件所有工序內容，絕大部分需要磨削外圓的多臺階軸類零件均可適用，尤其在汽車領域、摩托車領域、模具行業以及打印機、復印機等辦公產品行業應用廣泛。

背景技術：

現有的磨削機為傳統式磨削方式，主要通過粗磨—半精磨—精磨三道工序到達相應的技術指標，同時在磨削過程中，人為因素干擾很大和人工勞動量很大，一方面操作人員要在機床一端不斷的送需加工的物料，同時在機床的另一端有需要人員不斷將磨削后的物料一件一件的收集，在磨削過程中，同時還不斷的需要品質檢驗人員不斷的對加工后的物料進行抽檢，如果物料在某一個不確定的時間內出現了加工異常，就會導致整批加工好的物料中既有合格品又有異常品，很有可能整批加工好的物料被客人要求退貨甚至做賠償處理，同樣道理在每一道工序的特點是一樣的，這樣就會造成很大的人力投入，同時質量也得不到有效的控制。

具體表現為：

①智能化程度低。智能制造是未來制造業的發展方向，數控磨床要轉型升級，在市場競爭中獲勝，實現智能控制是必由之路。而現有國產數控磨床仍然沿用傳統的人工編程操作方式，磨床僅按照程序指令進行加工，屬于“開環”控制系統，智能化、柔性化、自動化水平低，與具有自學習功能，可搜集和理解加工信息及磨床信息，并對加工過程和工藝進行分析和優化的智能系統有明顯差距。

②技術水平低。由于我國原有數控系統的封閉性以及數控軟硬件研究開發基礎差，技術積累少，研發隊伍實力弱，研發投入力度不夠等原因，國產磨床控制系統在技術含量與國外差距大，例如國外先進的數控系統已集成了現場總線、高速高精插補、運動控制、復合加工、在線自動檢測、加工工藝及多軸編程等眾多技術，確保磨床能夠實現多軸、多通道、高速、高精度、復合化的加工，而國內基本上只能依賴進口。

③配套功能欠缺。國產數控系統在工藝參數自動生成、誤差補償、故障自診斷和維護，自動化測試、信息采集和可靠性數據檢測等方面功能欠缺；國外已經普及的遠程服務技術、交鑰匙工程在我國尚待開發；同時，國內還不能提供高速磨削軟件包，產品的功能性、可操作性與工業發達國家相比相對落后。

④可靠性不高。可靠性包括穩定性和一致性，是衡量數控系統性能好壞和競爭力的重要指標，直接影響機床的加工精度及生產率，更影響用戶對機床的使用信心。國外先進數控系統的平均無故障工作時間（MTBF）在7-10萬小時左右，而國產數控系統僅為2萬小時左右。雖有少數國產產品的MTBF達到600小時以上，但國際上先進水平已達900-1100小時，甚至達到2500小時。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于智能數控平臺的磨削中心，該磨削中心實用性廣，既能解決從粗磨—半精磨—精磨三道工序在一臺機床的一道工位全部完成，同時能夠很好的保證該設備加工出來的工件全部為合格品，對偶然出現的少許不合格品通過自動分揀系統全部分揀出來。

本發明的目的及解決其主要技術問題是采用以下技術方案來實現的：一種基于智能數控平臺的磨削中心，包括工業機器人及其控制模塊、驅動模塊、人機交換系統、工作組件、自動分揀系統、在線檢測系統、反饋系統以及自動補償系統，其中控制模塊和驅動模塊控制并驅動工業機器人的空間移動與空間定位,從而控制工作組件的工作狀態；控制模塊也控制人機交換系統,同時控制砂輪、導輪自動修整、自動進刀補償的自動修正系統和在線檢測系統。

上述的基于智能數控平臺的磨削中心，對以下各子系統及單元集成，

基于三坐標測量儀、粗糙度測量儀、球桿儀、圓度儀現有高精度測量設備搭建數控無心磨床智能控制系統硬件平臺；與數控無心磨床產品的在線檢測系統建立通信，實現數據傳輸；基于硬件平臺和在線檢測系統建設數控無心磨床描述、識別子系統；

在磨床的工藝參數、工作狀態、動態特性、加工精度方面進行理論研究，并轉化為磨削工藝知識庫，基于該知識庫開發在線自動學習和修正子系統；

圍繞系統的智能組織、決策、規劃功能展開算法研究，進一步建立智能組織、決策、規劃子系統；基于磨床現有數控系統建立自動控制子系統；

利用光幕傳感器實現對傳動帶上已測零件的自動計數，計數項目包括總數、合格品數、不合格品數，在磨削零件傳送帶上設計并集成零件分揀系統，實現對合格品、不合格品及其它檔次成品的自動分揀。

本發明工藝流程如下：工業機械人將工件放入磨削區——自動粗修砂輪——自動粗磨并自動粗磨到控制的余量——自動半精修整砂輪—— 自動半精磨并自動半精磨到控制的余量——自動精修砂輪——自動精磨并自動精磨到控制的余量——自動在線檢測實際磨削的尺寸——智能在線自動學習和修正直到合格。

本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發明有以下特點：

1、整體磨削智能化程度高，整個過程可以達到無人化操作。

2、在線檢測與自動反饋修整系統集合保證產品整個加工為合格品。

本發明實用性廣，既能解決從粗磨—半精磨—精磨三道工序在一臺機床的一道工位全部完成，同時能夠很好的保證該設備加工出來的工件全部為合格品，對偶然出現的少許不合格品通過自動分揀系統全部分揀出來。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖，

圖2是本發明的工藝流程圖，

圖3 是本發明系統模塊圖。

圖中標記：1.自動修整系統 2.工業機器人 3.自動分揀系統 4.在線檢測系統 5.自動補償系統 6.人機交換系統。

具體實施方式

以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的基于智能數控平臺的磨削中心具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。

參見圖1-2，一種基于智能數控平臺的磨削中心，包括工業機器人2及其控制模塊、驅動模塊、人機交換系統6、工作組件、自動分揀系統3、在線檢測系統4、反饋系統以及自動補償系統5，其中控制模塊和驅動模塊控制并驅動工業機器人2的空間移動與空間定位,從而控制工作組件的工作狀態；控制模塊也控制人機交換系統6,同時控制砂輪、導輪自動修整、自動進刀補償的自動修正系統1和在線檢測系統4。

上述的基于智能數控平臺的磨削中心，對以下各子系統及單元集成，

基于三坐標測量儀、粗糙度測量儀、球桿儀、圓度儀現有高精度測量設備搭建數控無心磨床智能控制系統硬件平臺；與數控無心磨床產品的在線檢測系統建立通信，實現數據傳輸；基于硬件平臺和在線檢測系統建設數控無心磨床描述、識別子系統；

在磨床的工藝參數、工作狀態、動態特性、加工精度方面進行理論研究，并轉化為磨削工藝知識庫，基于該知識庫開發在線自動學習和修正子系統；

圍繞系統的智能組織、決策、規劃功能展開算法研究，進一步建立智能組織、決策、規劃子系統；基于磨床現有數控系統建立自動控制子系統；

利用光幕傳感器實現對傳動帶上已測零件的自動計數，計數項目包括總數、合格品數、不合格品數，在磨削零件傳送帶上設計并集成零件分揀系統，實現對合格品、不合格品及其它檔次成品的自動分揀。

本發明工作流程如下：

工業機械人將工件放入磨削區——自動粗修砂輪——自動粗磨并自動粗磨到控制的余量——自動半精修整砂輪—— 自動半精磨并自動半精磨到控制的余量——自動精修砂輪——自動精磨并自動精磨到控制的余量——自動在線檢測實際磨削的尺寸——智能在線自動學習和修正直到合格。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對發明型作任何形式上的限制，任何未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。