[發明專利]金屬結合劑砂輪磨削徑向跳動的測量裝置

無效

• 申請號: 201210035464.7
• 申請日: 2012-02-17
• 公開（公告）號: CN102554780A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 遲玉倫;李郝林
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: B24B49/10
• 分類號: B24B49/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術領域

本發明涉及一種機械精密加工的測量裝置，尤其是一種砂輪磨削徑向跳動的測量裝置。

背景技術

近年來，隨著高速磨削和超精密磨削技術的迅速發展，對砂輪提出了更高的要求，陶瓷和樹脂結合劑的砂輪已不能滿足生產的需要，金屬結合劑砂輪因其結合強度高、成型性好、使用壽命長等顯著性而在生產中得到廣泛應用。由于砂輪主軸剛性的限制，磨削加工中的砂輪存在一定的徑向跳動量，特別是超精密加工中的金屬結合劑砂輪的徑向跳動會嚴重影響到工件的加工質量。因此，如何有效實時測量金屬結合劑砂輪磨削中徑向跳動量，對提高磨削效率和磨削質量有著重要意義。

發明內容

本發明是要提供一種金屬結合劑砂輪磨削徑向跳動的測量裝置，用于實現磨削加工過程中砂輪徑向跳動的實時測量，有效提高磨削效率和磨削質量。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：一種金屬結合劑砂輪磨削徑向跳動的測量裝置，包括渦電流位移傳感器，其特點是：渦電流傳感器安裝在砂輪罩殼上，并垂直于砂輪表面，渦電流傳感器通過傳感器放大器和A/D采集卡與計算機連接。

渦電流傳感器與砂輪表面之間留有間隙，間隙的距離在渦電流傳感器的量程范圍之內。A/D采集卡的采樣頻率為???????????????????????????????????????????????=25kHz。

本發明的有益效果是：

本發明采用渦電流位移傳感器是一種非接觸的線性化計量工具，能靜態和動態地非接觸、高線性度、高分辨率地測量被測金屬導體距探頭表面距離。渦電流傳感器可以在惡劣的條件下進行測量，可在高速旋轉機械和往復式運動機械狀態分析測量中，對非接觸的高精度振動、位移信號，能連續準確地采集到轉子振動狀態的多種參數。

本發明可實時測量不同型號的金屬結合劑砂輪的徑向跳動量。通過實時測量和優化磨削加工工藝參數，使砂輪徑向跳動量滿足不同工件材料的加工要求，對提高磨削效率和磨削質量有重要意義。

因此，本發明使用高精度高頻響渦電流傳感器實時測量金屬結合劑砂輪磨削過程中的徑向跳動量，取得了很好的效果。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是砂輪徑向跳動測量結果示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，本發明的金屬結合劑砂輪磨削徑向跳動的測量裝置，包括渦電流位移傳感器6，傳感器放大器7，A/D采集卡8和計算機9。

渦電流傳感器6安裝在砂輪罩殼5上；并垂直于砂輪表面4，渦電流傳感器6通過傳感器放大器7和A/D采集卡8與計算機9連接。

渦電流傳感器6與砂輪表面4之間留有間隙，間隙的距離在渦電流傳感器6的量程范圍之內。A/D采集卡8的采樣頻率為=25kHz。

在磨削加工之前，為有效采集磨削加工過程中的砂輪徑向跳動位移信號，選用高精度高頻響渦電流位移傳感器6，將高頻響渦電流傳感器6安裝在砂輪罩殼5上；保證渦電流傳感器6垂直于砂輪表面4，并調節渦電流傳感器6與砂輪表面4之間的距離，使其距離在渦電流傳感器6的量程范圍之內。將渦電流傳感器6連接到傳感器放大器7，再連接到A/D采集卡8，最后連接到計算機9。設定渦電流傳感器信號A/D采集卡8的采樣頻率為=25kHz。

啟動機床，設置砂輪3轉速為V_s（m/s）,機床工作臺1上的工件2進給速度為V_w（mm/min）和砂輪磨削加工深度為a_p（mm），通過上述裝置的A/D采集卡8和計算機9記錄砂輪徑向跳動位移信號。為了去除電磁環境等高頻干擾信號對實驗測量結果的影響，本發明使用切比雪夫II型數字濾波器對采集的數據進行低通濾波處理。該低通濾波器的截止頻率應滿足下式：

式中：為濾波器的截止頻率（H_z）,為砂輪直徑（mm）。

利用MATLAB軟件處理計算金屬結合劑砂輪徑向跳動位移信號,如圖2所示，為實驗磨削砂輪旋轉一周的徑向跳動位移的測量結果。該砂輪徑向跳動位移信號有效反應了砂輪磨削加工過程中徑向跳動的情況；通過軟件計算出砂輪每周的徑向跳動誤差?T_max，根據磨削工件質量計算砂輪的徑向跳動誤差的最大閥值M；在實際磨削過程中，通過調節各工藝參數V_s，V_w和a_p，使其滿足T_max<M前提下提高加工效率。