本發(fā)明涉及研磨、刨光加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種磨床送料機構(gòu)及其控制方法。

背景技術(shù)：

為保證片狀或柱狀零件的端面光潔度和公差要求，通常對其在磨床上進行研磨或拋光加工。若采用通用夾具或電磁吸盤裝夾該類零件會存在裝夾不方便、無法保證端面加工要求和加工效率不高等缺陷。

為了解決這些問題，有很多相關(guān)文獻相繼被公開。如CN 101450454A公開一種薄片零件的連續(xù)雙面研磨方法及裝置，CN 201168901Y公開一種磨床連續(xù)送料裝置，以及CN 204123224 U公開一種磨床自動式送料盤，它們均是通過在送料盤上開設(shè)許多相同的料孔，使得片狀或柱狀零件落入料孔中，再經(jīng)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的送料盤將片狀或柱狀零件送入磨床的兩個平行的砂輪之間，讓砂輪對片狀或柱狀零件的兩個端面進行研磨或拋光，從而使得片狀或柱狀零件滿足快速方便的裝夾，具有較好的平面度、平行度以及較高的加工效率。但是，這三個文獻所采用的送料盤上料孔形狀和大小一樣，可同時放置的片狀或柱狀零件種類較少，很難滿足工業(yè)機器人柔性生產(chǎn)線多樣化生產(chǎn)要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種能夠滿足生產(chǎn)線多樣化的產(chǎn)品加工要求，加工和定位準確性高的磨床送料機構(gòu)及其控制方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

本發(fā)明之一種磨床送料機構(gòu)，包括加裝在磨床前的送料機構(gòu)和控制系統(tǒng)，所述送料機構(gòu)上設(shè)有送料圓盤，所述送料圓盤固定在通過其中心孔的主軸上，所述主軸由電機驅(qū)動；所述送料圓盤的一側(cè)設(shè)于兩個平行砂輪之間；所述送料機構(gòu)的上方設(shè)有夾持機構(gòu)；在所述送料圓盤上沿周向均勻分布有多個大小和形狀不一的料孔；所述控制系統(tǒng)包括：

上位機模塊，用于接收用戶定制的產(chǎn)品信息并存儲，并將產(chǎn)品信息發(fā)送給下位機模塊；

下位機模塊，用于解析出產(chǎn)品的料孔編號，并將料孔編號發(fā)送至控制器；

所述控制器，用于控制電機動作。

進一步，在所述送料圓盤下且緊貼送料圓盤處設(shè)有送料基座，在所述送料基座上設(shè)有與所述送料圓盤上表面相對應(yīng)且處于砂輪進口和出口端的第一活動壓板、第二活動壓板及其調(diào)節(jié)裝置。

進一步，所述送料基座上設(shè)有與所述送料圓盤對應(yīng)的下料裝置，所述下料裝置與傳送機構(gòu)相連。

進一步，所述送料圓盤的厚度小于加工零件的厚度。

進一步，所述料孔的外形輪廓尺寸大于加工零件的尺寸。

進一步，料孔的外形輪廓尺寸與加工零件的尺寸之差大于或等于0.5mm，優(yōu)選為0.5-5mm。

進一步，所述控制器為數(shù)控系統(tǒng)中的嵌入式PLC或獨立型PLC。

進一步，所述下位機模塊主站模塊、從站模塊和分布式I/O模塊；

所述主站模塊，分別與所述控制器、分布式I/O模塊和從站模塊通訊，用于接收并分析上位機模塊發(fā)送的指令，并將指令進行解析，發(fā)送到控制器、分布式I/O模塊或從站模塊；

所述從站模塊，用于與生產(chǎn)線其它設(shè)備相同系列的控制器連接，并與主站模塊進行通信；

所述分布式I/O模塊，用于控制生產(chǎn)線上距離主控箱較遠的執(zhí)行元件，以及控制與下位機進行CC-LINK 通訊的設(shè)備。

進一步，所述下位機模塊通過RS485通訊模塊與控制器進行通信，控制器支持Modbus 協(xié)議，RS485通訊模塊負責(zé)與支持Modbus 協(xié)議的控制器進行通信，傳遞數(shù)據(jù)。

進一步，所述電機經(jīng)蝸輪蝸桿減速后驅(qū)動所述主軸。

本發(fā)明之一種根據(jù)前述磨床送料機構(gòu)的控制方法，包括以下步驟：

A．對各料孔進行編號，并定義起始料孔編號所對應(yīng)的角度，其它料孔所對應(yīng)的角度則根據(jù)起始料孔的角度相應(yīng)計算得出；

B.由上位機模塊接收用戶定制的產(chǎn)品信息并存儲，并將產(chǎn)品信息發(fā)送給下位機模塊；

C.由下位機模塊解析出產(chǎn)品的料孔編號，并將料孔編號發(fā)送到控制器；

D.由控制器控制電機啟動，將與產(chǎn)品一致的料孔旋轉(zhuǎn)至上料角度處，并將放料信息發(fā)送給下位機模塊；

E.下位機模塊從控制器獲得放料信息后通知夾持機構(gòu)將加工零件送入送料圓盤的料孔內(nèi)；

F.再次啟動電機，將加工零件送入兩個平行砂輪之間進行零件兩個端面的研磨或拋光；

G.加工結(jié)束后，各料孔回歸初始位置處。

進一步，步驟D中還包括：電機啟動后，由控制器實時檢測與產(chǎn)品一致的料孔是否旋轉(zhuǎn)至上料角度處，若是，則通知下位機模塊繼續(xù)下一步驟，若不是，則反復(fù)檢測料孔的位置，直至對準。

進一步，步驟F中還包括：由控制器檢測加工零件是否加工完成，若完成，則進入下一步驟，若未完成，則返回到步驟D重新根據(jù)料孔編號尋找與產(chǎn)品一致的料孔。

本發(fā)明的有益效果：

（1）一方面能夠滿足生產(chǎn)線多樣化的產(chǎn)品加工要求，使得各種加工對象能夠匹配到自身所需的料孔，并且可避免選用多臺磨床分別對不同的加工零件進行磨削，大大節(jié)約成本，提高工作效率；另一方面，能夠大大提高零件加工和定位的準確性，提高設(shè)備的加工精度。

（2）下位機模塊采用分布式控制技術(shù)，是因為除了磨床送料機構(gòu)以外還會存在其他一條龍服務(wù)的設(shè)備，為了滿足柔性生產(chǎn)，需要采用分布式控制技術(shù)來提前進行規(guī)劃和預(yù)判，本實施例通過主站模塊接收上位機模塊的不同指令，來判斷是發(fā)送給控制器、分布式I/O模塊還是從站模塊，通過這種分布式控制技術(shù)，使得送料機構(gòu)的信息流與其它設(shè)備分開傳輸，以及近距離設(shè)備與遠距離設(shè)備分開傳輸，大大降低了系統(tǒng)的通信要求，提高了抗干擾能力，控制靈活，做好了對其它設(shè)備充分布置的準備。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的方法流程圖。

具體實施方式

以下將結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

如圖1所示：一種磨床送料機構(gòu)，包括加裝在磨床前的送料機構(gòu)1，送料機構(gòu)1上設(shè)有送料圓盤2，在送料圓盤2上沿周向均勻分布有多個大小和形狀不一的料孔3，在送料圓盤2下緊貼送料圓盤處設(shè)有送料基座，在送料基座上設(shè)有與送料圓盤2上表面相對應(yīng)且處于砂輪7進口和出口端的第一活動壓板6、第二活動壓板8及其調(diào)節(jié)裝置，送料基座上設(shè)有與送料圓盤2對應(yīng)的下料裝置，下料裝置與傳輸帶相連，送料圓盤固2固定在通過其中心孔的主軸4上，伺服電機經(jīng)蝸輪蝸桿減速后驅(qū)動主軸4。

本實施例中，由于磨床的加工對象具有多種形狀，所以不能現(xiàn)有送料機構(gòu)一樣采用同樣的料孔，如統(tǒng)一采用圓形料孔，這種設(shè)計雖然便于自動化控制，簡化程序設(shè)計，但是不能滿足生產(chǎn)線多樣化的產(chǎn)品加工要求。本實施例通過將料孔3設(shè)計為大小和形狀不一的結(jié)構(gòu)，并通過控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)使得各種加工對象能夠匹配到自身所需的料孔3，從而進行磨削送料，通用性強，并且可避免選用多臺磨床分別對不同的加工零件進行磨削，大大節(jié)約成本，提高工作效率。本實施例的料孔包括圓形、方形、多邊形、十字架型、五角星型等。本實施例中將不同料孔之間的間距設(shè)計為沿送料圓盤周向均勻分布，即相鄰角度要一致，這樣可方便控制系統(tǒng)的設(shè)計，大大簡化程序。

其中，送料圓盤2的厚度小于加工零件5的厚度，且加工零件5的上下端面均暴露在送料圓盤2的料孔3外；料孔3的外形輪廓尺寸大于加工零件5的尺寸，使得加工零件5在加工過程中一邊在送料圓盤2的帶動下以主軸4為中心旋轉(zhuǎn)，同時在砂輪7的摩擦力作用下在料孔3中自由運動，防止加工零件5磨損。料孔3的外形輪廓尺寸與加工零件5的尺寸之差為0.5-5mm，若小于0.5mm，則不利于加工零件5在料孔3內(nèi)作自由運動，從而降低加工零件5的使用壽命；若大于5mm，會使得加工零件5在加工過程中產(chǎn)生晃動，從而影響加工精度。

送料圓盤2將加工零件5平穩(wěn)連續(xù)地送入上下兩片砂輪7的有效磨削區(qū)域內(nèi)進行精密磨削，第一活動壓板6和第二活動壓板8將磨削前和磨削后的加工零件5壓在送料圓盤2內(nèi)，使其不能在送料圓盤2上跳動，兩個活動壓板的調(diào)節(jié)裝置可根據(jù)不同規(guī)格的加工零件5調(diào)整第一活動壓板6和第二活動壓板8的高度。

本實施例的控制系統(tǒng)具體包括上位機模塊和下位機模塊。其中，上位機模塊用于接收用戶定制的產(chǎn)品信息并存儲，并將產(chǎn)品信息發(fā)送給下位機模塊；下位機模塊用于解析出產(chǎn)品的料孔編號，并將料孔編號發(fā)送至控制器；控制器用于控制伺服電機動作，本實施例的夾持機構(gòu)為機械手。

本實施例的控制器為數(shù)控系統(tǒng)中的嵌入式PLC或獨立型PLC。其中，嵌入式PLC具有控制靈活、方便、接線少等優(yōu)點；而獨立型PLC具有控制成本低、便于與上位機模塊進行通訊等優(yōu)點。

本實施例的下位機模塊為工業(yè)可編程數(shù)控系統(tǒng)，主要包括主站模塊、從站模塊、分布式I/O模塊。主站模塊分別與控制器、分布式I/O模塊和從站模塊通訊，用于接收并分析上位機模塊發(fā)送的指令，并將指令進行解析，發(fā)送到控制器、分布式I/O模塊或從站模塊；從站模塊，用于與生產(chǎn)線其它設(shè)備相同系列的控制器連接，并與主站模塊進行通信；分布式I/O模塊，用于控制生產(chǎn)線上距離主控箱較遠的執(zhí)行元件，以及控制與下位機進行CC-LINK 通訊的設(shè)備。

本實施例之所以將下位機模塊這樣模塊化布置，是因為除了磨床送料機構(gòu)以外還會存在其他一條龍服務(wù)的設(shè)備，為了滿足柔性生產(chǎn)，需要采用分布式控制技術(shù)來提前進行規(guī)劃和預(yù)判，本實施例通過主站模塊接收上位機模塊的不同指令，來判斷是發(fā)送給控制器、分布式I/O模塊還是從站模塊，通過這種分布式控制技術(shù)，使得送料機構(gòu)的信息流與其它設(shè)備分開傳輸，以及近距離設(shè)備與遠距離設(shè)備分開傳輸，大大降低了系統(tǒng)的通信要求，提高了抗干擾能力，控制靈活，做好了對其它設(shè)備充分布置的準備。

本實例中主機模塊可以通過RS485接口，采用Modbus 協(xié)議與控制器進行通信，具有控制靈活、擴展性好、接線少等特點。

如圖2所示：本實施例磨床送料機構(gòu)的控制方法，具體包括以下步驟：

S100:對各料孔進行編號，并定義起始料孔編號所對應(yīng)的角度，其它料孔所對應(yīng)的角度則根據(jù)起始料孔的角度相應(yīng)計算得出。

例如：本實施例的料孔包括圓形、正方形、長方形、八邊形、十字架型和五角星型六種，由于料孔的形狀不同，適用于不同的工件，因此要對上述六個料孔分別進行1、2、3、4、5、6的連續(xù)編號，以便于區(qū)分。其中，將圓形料孔設(shè)置為起始料孔，所對應(yīng)工位的伺服軸旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置為0°，其中伺服軸旋轉(zhuǎn)角度是指伺服驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)做旋轉(zhuǎn)運動的時候，計算位置的一種方法，即通過旋轉(zhuǎn)來進行分度，范圍一般為0-360度。由于六個料孔均布設(shè)置，且相鄰角度一致，起始料孔定義完畢后，其它料孔所對應(yīng)的伺服角度可以相應(yīng)計算得出；在上位機模塊的人機界面上設(shè)置有六個料孔的選擇區(qū)，使得用戶可根據(jù)自己的需求選擇相對應(yīng)的料孔。

S200:由上位機模塊接收用戶定制的產(chǎn)品信息并存儲，并將產(chǎn)品信息發(fā)送給下位機模塊。

例如，當(dāng)用戶選擇對十字架型零件進行加工時，上位機模塊會自動保存該信息，并將用戶所選擇的該產(chǎn)品信息發(fā)送給下位機模塊。具體是發(fā)送給下位機模塊的主站模塊。

S300:由下位機模塊解析出產(chǎn)品的料孔編號，并將料孔編號發(fā)送到控制器。

例如，下位機模塊的主站模塊從上位機模塊發(fā)送的產(chǎn)品信息中通過查表的方式獲得加工對象所確定的料孔編號，解析出十字架型零件對于的料孔編號為5號，并轉(zhuǎn)換為二進制編碼通過RS485接口發(fā)送至控制器。

S400:由控制器控制伺服電機啟動，將與產(chǎn)品一致的料孔旋轉(zhuǎn)至上料角度處，并將放料信息發(fā)送給上位機模塊。

例如，控制器獲得該二進制編碼后，啟動伺服電機，伺服電機根據(jù)十字型料孔的伺服角度控制伺服電機的轉(zhuǎn)數(shù)來定位十字型料孔的位置；伺服電機控制主軸帶動送料圓盤旋轉(zhuǎn)，待十字型料孔旋轉(zhuǎn)到上料角度處時，伺服電機停止，控制器將該放料信息發(fā)送給主站模塊，再由主站模塊發(fā)送給上位機模塊。

另外，伺服電機啟動后，還需要由控制器實時檢測十字型料孔是否旋轉(zhuǎn)至上料角度處，若是，則通知主站模塊繼續(xù)下一步驟，若不是，則反復(fù)檢測料孔的位置，直至旋轉(zhuǎn)到上料角度處為止，若一直沒有到上料角度處，則判定為設(shè)備出故障。此過程可大大提高料孔定位的準確性。

S500:上位機模塊從控制器獲得放料信息后通知機械手將加工零件送入送料圓盤的料孔內(nèi)。

例如，上位機模塊從控制器獲得放料信息后，控制機械手將十字型零件準確送入送料圓盤的十字型料孔內(nèi)。

S600:再次啟動伺服電機，將加工零件送入兩個平行砂輪之間進行零件兩個端面的研磨或拋光。

在此過程中，還需要由控制器檢測加工零件是否加工完成，若完成，則進入下一步驟，若未完成，則返回到步驟D重新根據(jù)料孔編號尋找與產(chǎn)品一致的料孔，此過程可防止控制器在通過查表的方式獲得加工對象所確定的料孔編號時出現(xiàn)失誤，通過檢測加工零件是否加工完成來糾正料孔編號出現(xiàn)的失誤狀況，從而大大提高準確率。

S700:加工結(jié)束后，各料孔回歸初始位置處。

例如：加工結(jié)束后，送料圓盤將十字型料孔和十字型零件逐次旋轉(zhuǎn)出砂輪及第二活動壓板，十字型零件受重力作用經(jīng)下料裝置落至傳輸帶，而十字型料孔則回歸初始位置處，以便于下次其它零件加工時程序不會發(fā)生紊亂。

通過本實施例的控制方法，一方面能夠滿足生產(chǎn)線多樣化的產(chǎn)品加工要求，使得各種加工對象能夠匹配到自身所需的料孔，并且可避免選用多臺磨床分別對不同的加工零件進行磨削，大大節(jié)約成本，提高工作效率；另一方面，能夠大大提高零件加工和定位的準確性，提高設(shè)備的加工精度。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其同等技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。