軸承內外套圈磨削自動線的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種軸承內外套圈磨削自動線，包括內圈線和外圈線，內圈線上連接有全自動球軸承內圈溝道磨床、全自動球軸承內圓磨床和全自動內徑氣動機外檢測機、全自動球軸承內圈溝道超精研機；外圈線上連接有外圈溝道磨床和外圈溝道超精機，內圈線和外圈線上連接有基于ARM9內核的主處理器，基于ARM9內核的主處理器上連接有外圍的功率驅動電路、傳感信號接收隔離電路，基于ARM9內核的主處理器中集成有軟件平臺。本發明采用先進的數控技術、氣動全自動在線檢測裝置、可換式夾具技術和改進裝置，具備在線跟蹤檢測工件加工狀況、自動上下料等功能，磨削剛性強、操作靈活可靠、生產效率高、噪聲低、加工精度高。
【專利說明】軸承內外套圈磨削自動線
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種軸承內外套圈磨削自動線，屬于軸承加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，軸承磨削自動生產線的研究主要側重于單臺設備的生產自動化，而忽視了網絡化構成，我國大部分軸承磨削自動生產線相對比較陳舊，不具有設備運行狀態監測與通信接口。為此軸承磨削自動生產線運行狀態數據通常是人工觀測，手工錄入，然后通過相關軟件進行統計和分析。這種管理模式效率低下，容易出錯，難于實現軸承磨削自動生產線的整體實時監控管理，導致設備信息無法實時準確反饋于企業管理層，給管理者決策帶來不便。軸承磨削自動生產線運行過程中企業主要關注的是停機次數、停機時間、設備運轉率等信息，可使企業管理者掌握設備運行狀況、員工工作自律性與效率、材料質量，且對設備、材料和車間員工都有監督管理作用，為企業管理層作決策提供依據，同時也提高了企業管理水平及生產效率。針對以上問題及軸承磨削自動生產線的特點，本發明還將開發基于物聯網的軸承磨削自動生產線遠程監測系統，開發軸承磨削自動生產線停機狀態檢測及信息傳輸裝置，實現了網絡化軸承磨削自動生產線的在線遠程監測。
[0003]在機械磨削加工行業中，作為軸承套圈磨削加工自動化機床，已為眾多軸承廠帶來了不少的效益，但在競爭越來越激烈的今天，由于此類自動機床的自動化程度不夠高，造成生產效率低，合格率低，機床維護難等方面的問題，已經不能滿足許多軸承生產廠家的要求。目前的機械磨削加工軸承套圈行業中，主要存在以下問題:(1)生產效率低。基本上都采用單機進行生產，生產效率低、產品報廢率高，而國外基本上都采用全自動連線磨削的加工方法，在相同的加工時間內生產效率是國內的1.5倍到2倍甚至更多。(2)產品質量差。考慮到軸承套圈加工生產成本問題及國內套圈的加工能力正在慢慢提高，國際上軸承的生產基地正在向國內轉移。現有的軸承生產廠家的自動化連線設備因為開發晚，尚屬于勞動密集型產業，不但效率低，在磨削和超精生產過程中也容易造成產品質量一致性差，已遠遠不能達到國際上對軸承生產中過程控制的要求。(3)安全性差。因設備本身存在技術缺陷，原有的設備不是直接在機器上手動操作，就是幾個簡單的動作順序編程控制，容易對操作者造成工傷事故。
[0004]要解決上述問題，必須采用先進的自動化連線機床來替代對軸承套圈的加工方法，把人從手動操作中解放出來，把機床的不安全性消除掉，而現有的國內的自動化連線軸承加工機床價格在人民幣160萬/條左右，在這種形式下國內廠家對全自動軸承磨超連線機床的需求正在日益加大。
[0005]目前國內同類磨床雖然采用了機電一體化控制系統，但由于售價高，維護費用大，不能取得較好的經濟效益，為應對競爭十分激烈的國際市場，研發一款能適應我國生產技術的數控磨床，并對傳統設備進行技術改造顯得十分必要。
[0006]目前在國內軸承套圈磨削加工自動化機床開發已有不少，但大多都是利用傳統技術基礎上來實現自動化的，其自動化程度不高，而且效率低，未能滿足各軸承生產單位的要求，且對于自動化程度高的自動線開發甚少，尤其是使用數控自動線的公司，幾乎還是在萌芽狀態。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供一種軸承內外套圈磨削自動線，以便實現軸承磨削自動化加工，提高加工效率和質量。
[0008]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。
[0009]一種軸承內外套圈磨削自動線，包括內圈線和外圈線，內圈線上連接有3MZ135全自動球軸承內圈溝道磨床、3MZ205全自動球軸承內圓磨床和全自動內徑氣動機外檢測機、3MZ315全自動球軸承內圈溝道超精研機；外圈線上連接有3MZ147外圈溝道磨床和3MZ329外圈溝道超精機，內圈線和外圈線上連接有基于ARM9內核的主處理器，基于ARM9內核的主處理器上連接有外圍的功率驅動電路、傳感信號接收隔離電路，基于ARM9內核的主處理器中集成有軟件平臺。
[0010]進一步地，軟件平臺主要包括系統移植程序模塊、用戶圖形界面和應用程序以及執行部件處理器邏輯程序，系統程序中移植有主處理器上的Linux操作系統、文件系統、設備驅動程序、接口程序。
[0011]進一步地，該系統中，通過互聯網將軸承磨床之間、磨削自動線與電腦之間、電腦和因特網之間的聯接，可以方便地采集生產數據并制作成圖表或報表，并在辦公室監控物聯網圖編程軸承內外套圈磨削自動線設定運行參數，可以方便地查詢零部件并下訂單，可以足不出戶地讓軸承制造商進行遠程診斷或提供技術支持等。物聯網控制模塊采用高端ARM嵌入式芯片為主控制器，實時采集磨床各個運行信息并通過INTERNET傳輸給用戶或由用戶通過INTERNET傳輸控制信號來實時控制磨床的各個運行部件，實現遠程實時檢測，遠程實時監控，為模塊化自動生產線的實現起到關鍵作用。
[0012]進一步地，該自動線中，采用氣動自動在線檢測裝置，利用PLC控制，實現了對工件尺寸的實時監控，對加工過程中出現的異常進行及時停機、報警、自動修正，提高加工質量，減少了勞動強度。具體實施時，在生產前將標準件放入帶氣孔氣測頭內，此時檢測裝置得到的是一個正常情況下的值，在壓力檢測裝置上有一個按鈕，按下后壓力信號傳輸到PLC編程控制器，此時編程控制器已記住這個值，在生產中，一旦發生檢測尺寸偏差，壓力信號傳輸到PLC編程控制器后，編程控制器經過判斷后向磨床發出脈沖信號。磨床就會修正尺寸偏差，從而形成閉環的尺寸鏈。采用可換式夾具技術，夾具拆卸方便，提高了設備使用壽命，也使的加工品種更加多樣。
[0013]該發明的有益效果在于:本發明中，控制系統采用帶有矢量浮點協處理器ARM9，ARM系列處理器的特點在于體積小、低功耗、低成本、高性能；大量使用寄存器，指令執行速度更快，適合數據處理以及工藝邏輯控制。而FPGA可以和通信模塊無縫結合開發，同時又能滿足因控制數據傳輸量較大而對控制芯片提出的有快速處理速度和高速接口的要求，通過I/O擴展能夠方便地驅動大量并行機構。本控制系統中，ARM作為機身主控級在嵌入式Linux等系統軟性支持的基礎上主要實現加工數據的管理、解析和監控多個驅動分模塊的運行情況，發現異常時向上位機報警。提出控制自適應與反饋控制方法。通過系統軟件平臺，可以便捷地進行現場程序下載、更改、擴展、調試等功能，從而真正實現了現場程序的在線診斷，比如當某個輸入或輸出點出現異常，可以在現場調試并更改異常邏輯輸入或輸出點達到維修目的，從而極大提高維護效率縮短維修時間。
[0014]本發明采用了先進的數控技術、氣動全自動在線檢測裝置、可換式夾具技術等多項創新技術和改進裝置，具備在線跟蹤檢測工件加工狀況、自動上下料等功能，而且磨削剛性強、操作靈活可靠、生產效率高、噪聲低、加工精度高、故障自診斷能力強、便于調整和維修的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明實施例中電控系統硬件結構框圖。
[0016]圖2是本發明實施例中Linux軟件平臺架構圖。
[0017]圖3是本發明實施例中網絡系統方案框圖。
[0018]圖4是本發明實施例中主控端系統技術線路圖。
[0019]圖5是本發明實施例中氣動檢測原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本發明。
實施例
[0021]一種軸承內外套圈磨削自動線，包括內圈線和外圈線，內圈線上連接有3MZ135全自動球軸承內圈溝道磨床、3MZ205全自動球軸承內圓磨床和全自動內徑氣動機外檢測機、3MZ315全自動球軸承內圈溝道超精研機；外圈線上連接有3MZ147外圈溝道磨床和3MZ329外圈溝道超精機，內圈線和外圈線上連接有基于ARM9內核的主處理器，基于ARM9內核的主處理器上連接有外圍的功率驅動電路、傳感信號接收隔離電路，基于ARM9內核的主處理器中集成有軟件平臺。系統硬件結構框圖如圖1所示。
[0022]軟件平臺主要包括系統移植程序模塊、用戶圖形界面和應用程序以及執行部件處理器邏輯程序，系統程序中移植有主處理器上的Linux操作系統、文件系統、設備驅動程序、接口程序。系統軟件結構框如圖2所示。
[0023]物聯網圖編程軸承內外套圈磨削自動線的工作流程如圖3所示；主控端系統技術路線圖如圖4所示。通過互聯網將軸承磨床之間、磨削自動線與電腦之間、電腦和因特網之間的聯接，可以方便地采集生產數據并制作成圖表或報表，并在辦公室監控物聯網圖編程軸承內外套圈磨削自動線設定運行參數，可以方便地查詢零部件并下訂單，可以足不出戶地讓軸承制造商進行遠程診斷或提供技術支持等。物聯網控制模塊采用高端ARM嵌入式芯片為主控制器，實時采集磨床各個運行信息并通過INTERNET傳輸給用戶或由用戶通過INTERNET傳輸控制信號來實時控制磨床的各個運行部件，實現遠程實時檢測，遠程實時監控，為模塊化自動生產線的實現起到關鍵作用。
[0024]該自動線中，采用氣動自動在線檢測裝置，利用PLC控制，實現了對工件尺寸的實時監控，對加工過程中出現的異常進行及時停機、報警、自動修正，提高加工質量，減少了勞動強度。氣動檢測原理示意圖如圖5所示。具體實施時，在生產前將標準件放入帶氣孔氣測頭內，此時檢測裝置得到的是一個正常情況下的值，在壓力檢測裝置上有一個按鈕，按下后壓力信號傳輸到PLC編程控制器，此時編程控制器已記住這個值，在生產中，一旦發生檢測尺寸偏差，壓力信號傳輸到PLC編程控制器后，編程控制器經過判斷后向磨床發出脈沖信號。磨床就會修正尺寸偏差，從而形成閉環的尺寸鏈。采用可換式夾具技術，夾具拆卸方便，提高了設備使用壽命，也使的加工品種更加多樣。
[0025]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種軸承內外套圈磨削自動線，包括內圈線和外圈線，其特征在于:所述內圈線上連接有3MZ135全自動球軸承內圈溝道磨床、3MZ205全自動球軸承內圓磨床和全自動內徑氣動機外檢測機、3MZ315全自動球軸承內圈溝道超精研機；所述外圈線上連接有3MZ147外圈溝道磨床和3MZ329外圈溝道超精機，所述內圈線和外圈線上連接有基于ARM9內核的主處理器，所述基于ARM9內核的主處理器上連接有外圍的功率驅動電路、傳感信號接收隔離電路，基于ARM9內核的主處理器中集成有軟件平臺。
2.根據權利要求1所述的軸承內外套圈磨削自動線，其特征在于:所述軟件平臺主要包括系統移植程序模塊、用戶圖形界面和應用程序以及執行部件處理器邏輯程序，所述系統程序中移植有主處理器上的Linux操作系統、文件系統、設備驅動程序、接口程序。
3.根據權利要求1或2所述的軸承內外套圈磨削自動線，其特征在于:所述系統中，通過互聯網將軸承磨床之間、磨削自動線與電腦之間、電腦和因特網之間的聯接，方便采集生產數據并制作成圖表或報表，并在辦公室監控物聯網圖編程軸承內外套圈磨削自動線設定運行參數，方便地查詢零部件并下訂單；物聯網控制模塊采用高端ARM嵌入式芯片為主控制器，實時采集磨床各個運行信息并通過INTERNET傳輸給用戶或由用戶通過INTERNET傳輸控制信號來實時控制磨床的各個運行部件，實現遠程實時檢測，遠程實時監控。
4.根據權利要求1或2所述的軸承內外套圈磨削自動線，其特征在于:所述自動線中，采用氣動自動在線檢測裝置，利用PLC控制，實現對工件尺寸的實時監控，對加工過程中出現的異常進行及時停機、報警、自動修正。
【文檔編號】B24B5/36GK103949956SQ201410200051
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年5月13日 優先權日:2014年5月13日
【發明者】凌建鋒, 趙文龍, 任沙浦, 朱金芳 申請人:浙江東盛精密機械有限公司