[發明專利]一種木質材料磨削力測定方法

無效

• 申請號: 201310750241.3
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103743515A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 羅斌;李黎;劉紅光;王明枝
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊志兵;仇蕾安

技術領域

本發明涉及一種力的測定方法，具體涉及一種木質材料磨削力測定方法，屬于木材加工領域。

背景技術

寬帶砂光機主要應用于實木板材、刨花板、中密度纖維板、膠合板等板材的定厚加工及平面拋光，以獲得良好的表面質量和裝飾效果，在家具、地板、木門、人造板生產中廣泛應用。

磨削力是磨削過程中眾多磨粒和工件表面發生切削、滑擦、摩擦所產生的力，直接影響磨削過程能耗、發熱、振動和工件表面質量。以磨削力為參考依據，在設計砂光機時，可以更好的選擇與之加工材料相適應的動力配置、砂輥、履帶等，以降低能耗，減少不必要的材料浪費；在實際生產中，可以選擇合適的砂帶速度、進給速度、磨削厚度以及砂帶目數以獲得更好的加工質量。

但是由于不同木制品的表面性質也不同，所以在木質材料磨削加工中沒有準確的磨削力通用計算方法。而通過功率等方法間接測量磨削力不夠準確，且不具有實時性，即不能反映出磨削力在磨削過程中的變化趨勢。

到目前為止，還沒有關于木質材料磨削過程中磨削力測量的測量方法。因此，迫切需要一種簡單、快捷、準確、具有實時性的磨削力測量方法。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種木質材料磨削力的測定方法，具有適用性廣、操作簡單和結果準確等特點。

一種木質材料磨削力的測定方法，該測定方法具體步驟如下：

步驟一：采用去重法對水平方向力和電信號值之間的關系進行標定，并將得到電信號值和水平方向力進行線性回歸分析，從而得到水平方向力和電信號值之間的關系，即磨削力和電信號值之間的關系；

步驟二：將木質材料通過工裝水平放置在工作臺上，力傳感器設置在工作臺和工裝之間，力傳感器與電荷放大器連接，電荷放大器與信號分析儀連接，信號分析儀與計算機連接；

步驟三：開始磨削木制品，通過力傳感器檢測到木制品由于所受水平拉力變化而產生電荷值，經電荷放大器放大后轉化為電壓信號被信號分析儀所采集，信號分析儀采集到的電信號經過濾波處理后對波峰或波谷值進行多項式擬合，以擬合后曲線上的值表示電信號值；

步驟四：根據步驟一標定得到磨削力和電信號值之間的關系，將步驟三得到電信號值轉換成磨削力，即得到木制品受到磨削力的最大值和平均值。

有益效果：

與常規磨削力測定方法相比，本發明通過力傳感器檢測到磨削力的電信號，經電荷放大器和信號分析儀放大、分析，擬合出電信號值曲線，根據標定的磨削力和電信號值之間的關系，得到磨削力的最大值和平均值，測定方法實時性、準確性強且簡單、高效、可靠。

附圖說明

圖1為寬帶砂光機磨削過程磨削力電信號采集系統示意圖。

圖2為用去重法標定水平方向力值和電信號值之間關系的示意圖。

圖3是標定時砝碼為2kg時所采集的一次電信號值曲線圖。

圖4為電信號值和水平方向力值線性回歸分析圖。

圖5為磨削過程中工件的受力分析圖。

圖6為例1磨削條件下磨削過程磨削力電信號曲線圖。

圖7為例1磨削條件下去除雜波及去除砂帶未接觸工件時、砂帶和工件分離后的波后磨削力電信號曲線圖。

圖8為例1磨削條件下用30個點對電信號值曲線圖中所有的波谷值進行2次多項式擬合示意圖。

圖9為例2磨削條件下磨削過程磨削力電信號曲線圖。

圖10為例2磨削條件下去除雜波及去除砂帶未接觸工件時、砂帶和工件分離后的波后磨削力電信號曲線圖。

圖11為例2磨削條件下用30個點對電信號值曲線圖中所有的波谷值進行3次多項式擬合示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。

實例1

本發明提供了一種木質材料磨削力的測定方法，該測定方法采用的試驗機為單砂架接觸輥式砂光機，接觸輥為螺旋槽橡膠輥，邵氏硬度為25。試驗機的磨削厚度精度為0.05mm。測量儀器包括：KISTLER-3257A傳感器、KISTLER5806電荷放大器、NEC?OmniaceⅡRA2300信號分析儀。

所用材料為楊木，密度0.44g/cm³，磨削方向為垂直于紋理方向。試件長度為150mm，寬度為100mm。砂帶型號為CXB-508，磨粒采用靜電植砂。

磨削條件：砂帶目數為60目；砂帶速度為5.35m/s；進給速度為5.14m/s；磨削厚度為0.2mm。