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       摘要: 根據萬能龍門導軌磨床實現高效高精密自動化加工的需要，研究開發了一種砂輪自修整系統。在建立砂輪及其修整參數化模型的基礎上，依據萬能龍門導軌磨床磨削過程推導了實現砂輪自動修整的運動軌跡表達式。在VC + + 環境中通過對ini 文件的讀寫操作實現對砂輪參數、系統配置參數動態記錄和讀取，實現砂輪全自動修整和磨床的高度自動化加工。

      0 引言

      在磨削過程中，砂輪的磨損經過了磨耗磨損、磨粒磨損、脫落磨損三個周期后，砂輪表面的磨粒會磨鈍、磨粒與磨粒之間間隙被切屑堵塞、磨粒脫落不均勻等，為了得到好的表面光潔度和型面需要對砂輪進行修整。傳統磨削加工中對砂輪進行修整大部分是通過手工進行，砂輪修整需要重新進行找正、加工。砂輪修整精度、自動化程度和生產效率都較低，對操作者的技能水平依賴性較高，實現砂輪自動修整是實現磨削高效、高精密自動化加工的關鍵 。根據某企業開發砂輪自動檢測、自動修整、全自動化加工的高效高精密龍門萬能導軌磨床的需要，研究了一種砂輪自修整系統。通過參數化建模方法，根據萬能龍門導軌磨床的磨削工藝建立了周邊磨頭和萬能磨頭自動化修整的模型，推導出周邊磨頭修整器和萬能磨頭修整器修整軌跡的參數化表達式，可滿足萬能龍門導軌磨床自動測量→ 自動整修砂輪→ 自動粗磨→ 自動整修砂輪→自動精磨→自動整修砂輪→……可定制的循環自動化磨削加工工藝。

      1 、周邊磨頭自動修整

                         圖1 周邊磨頭修整器示意圖

      如圖1 所示為周邊磨頭及其修整器，周邊磨頭修整器采用兩個軸分別控制砂輪徑向和軸向運動實現砂輪的自修整。V1軸作水平運動控制周邊磨頭修整器軸向運動，W1軸作豎直運動控制周邊砂輪的修磨量。假定P 點為砂輪修整器的參考點，Vp 表示修整器參考點與砂輪左端面的距離，Wp 表示修整器參考點與砂輪旋轉軸線的距離。DF表示砂輪修整器起始點與砂輪距離，DB表示砂輪修整器退刀點與砂輪端面的距離，LT表示刀具長度。D 表示砂輪直徑，B 表示砂輪寬度。根據周邊砂輪結構及修整過程中修整器相對砂輪的運動，以P 點為原點，建立周邊砂輪坐標系V1OPW1，可推導出周邊砂輪修整器修整砂輪的參數化坐標方程。

      2、萬能磨頭自動修整

      圖2 為萬能磨頭及其修整器 。萬能磨頭修整器采用四軸對進行砂輪修整，可實現各種傾角的砂輪的修整。y1軸實現萬能磨頭修整器水平運動，z1軸實現萬能磨頭修整器豎直運動，A1萬能磨頭修整器角度轉動，A2萬能磨頭修整器角度轉動( 主要用途消除間隙) 。假設P 點為砂輪修整器的參考點，Yp表示參考點與砂輪旋轉軸線的距離，Zp表示修整器參考點與砂輪的距離。D 表示砂輪的外徑，B 表示砂輪寬度，u 表示斜面砂輪的端面寬度，表示V 型砂輪兩斜面間的夾角。DS表示刀尖起始點與砂輪斜面距離，DE表示刀尖退刀點與砂輪斜面距離。L1表示刀位點到刀具軸線的距離，LT表示刀尖點到修整器轉動軸軸線的距離。根據雙斜面砂輪的結構及修整過程中修整器相對砂輪的運動，以P 點為原點，建立萬能磨頭砂輪修整坐標。

                      圖2 萬能磨頭砂輪修整器各軸之間參數

                         圖3 刀位點與砂輪刀具之間參數關系

     系Y1OPZ1。圖3 為砂輪修整時刀位點A 與砂輪刀具之間的參數關系，由此可推導出萬能磨頭修整器修整砂輪的參數化坐標方程。在S 點時y1軸坐標為:　

      在VC + + 環境中通過對ini 文件的讀寫操作實現對砂輪參數、系統配置參數動態記錄和讀取［5，6］。根據以上兩步提出的砂輪自動修整的運動軌跡表達式，動態計算出修整器修整時的參數化坐標。使用CstdioFile 類定義一個file 對象，調用其Open 函數打開NC 文件［7］。運用file 對象調用其WriteString 函數分別把字符串寫入到打開的NC文件中就生成了砂輪的自修整程序。

      運行程序后，打開paramete． ini 文件可得到如圖4 所示的砂輪參數和系統配置參數。參數化編程后，根據參數坐標的計算求解，生成砂輪修整器的數控NC 程序，如圖5 所示。

      4 、結論

     在建立砂輪及其修整參數化模型的基礎上，推導出實現砂輪自動修整的運動軌跡表達式。在Visual C + + 6． 0環境中通過對ini 文件的讀寫操作實現了對導軌磨床的系統配置參數以及砂輪參數的動態讀取和記錄，并且運用CstdioFile 類對數控NC 文件的讀寫操作，自動生成砂輪全自動修整的數控NC 程序，從而實現砂輪全自動修整和提高磨床的自動化加工水平。