[發明專利]基于熱力耦合的磨削監控方法

有效

• 申請號: 201911093209.6
• 申請日: 2019-11-11
• 公開（公告）號: CN111015370B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 尤芳怡;汪旋;洪健
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B55/00;B24B51/00;B24B49/10;G05B19/042;G01D21/02
• 代理公司: 泉州市文華專利代理有限公司 35205
• 代理人: 陳雪瑩

本發明公開了一種基于熱力耦合的磨削監控方法，其應用于磨削機床上，包括如下步驟：設定閾值、采集磨削件信息、獲取磨削件數據、分析判斷和分析振動情況；與現有技術相比，通過將磨削件的溫度信號集中的各磨削溫度信號、力信號集中的各磨削力信號和力振動信息進行綜合分析，識別出磨削件加工時磨削件的磨削狀態和振動情況，從而提醒操作者，操作者根據提醒做出相應的操作，以此實時監控磨削件的磨削狀態并及時進行調整，保證磨削件磨削時處于穩定狀態，從而保證磨削件的磨削質量。

技術領域

本發明涉及磨削加工監測領域，更具體地說涉及一種基于耦合的磨削監控方法。

背景技術

磨削加工是改善磨削件表面質量的重要技術之一，很多精密零件需要使用砂輪進行磨削加工和超精密加工，而砂輪磨損鈍化程度對磨削件表面質量有著重要的影響。

在磨削加工過程中，不同的磨削參數下磨削溫度和磨削力都不一樣，較大的磨削溫度和磨削力會損壞砂輪和磨削件，且磨削溫度和磨削力波動較大也會影響磨削件表面質量，而且，隨著磨削時間的增加，砂輪的磨粒會出現磨鈍和脫落現象，磨削溫度和磨削力也會因此發生變化，將會使被加工磨削件的尺寸精度和表面質量受到嚴重影響，如果不及時修整或更換砂輪，將會造成產品廢品率提高，因此，實時了解砂輪表面所處的狀態并及時進行調整磨削參數、更換砂輪或修整砂輪是很有必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于熱力耦合的磨削監控方法，其能夠實時監控磨削件的磨削狀態并及時進行調整。

為達到上述目的，本發明的解決方案是：

一種基于熱力耦合的磨削監控方法，包括如下步驟：

A1、設定閾值：確定磨削件產生磨削裂紋的磨削力閾值、確定磨削件表面產生燒傷的溫度閾值和確定磨削件產生振動的波動閾值；

A2、采集磨削件信息：在磨削件磨削過程中采集單位時間內每間隔一段時間的磨削溫度信號和磨削力信號，單位時間內采集的磨削溫度信號組成溫度信號集，單位時間內采集的磨削力信號組成力信號集；

A3、獲取磨削件數據：對所述溫度信號集求均值得到磨削接觸區溫度，對所述力信號集求均值得到磨削件磨削力，并且從所述力信號集中處理得到力振動信息，所述力振動信息包括多個波動頻率；

A4、分析判斷：將所述磨削接觸區溫度與所述溫度閾值進行比對，以及將所述磨削件磨削力與所述磨削力閾值進行比對；

當所述磨削接觸區溫度小于所述溫度閾值且所述磨削件磨削力小于所述磨削力閾值時，則判斷所述磨削件處于穩定磨削狀態，隨后重復步驟A2-A4中；

當所述磨削接觸區溫度大于或者等于所述溫度閾值，且/或所述磨削件磨削力大于或者等于所述磨削力閾值，則判斷所述磨削件處于磨損狀態，并繼續下一步驟；

A5、分析振動情況：將各所述波動頻率的大小均與所述波動閾值的大小進行比對，當各所述波動頻率的大小均小于所述波動閾值的大小，則判斷所述磨削件沒有振動，提醒操作者所述磨削件需要進行處理；當至少一個所述波動頻率的大小大于或者等于所述波動閾值的大小，則判斷所述磨削件振動，則提醒操作者磨削機床需要進行調整，隨后重復步驟A2-A5。

步驟A2中，采用溫度采樣裝置采集磨削溫度信號，所述磨削溫度信號通過信號采集器轉換成數字信號，并傳輸到PC機上；

采用壓力裝置采集磨削力信號，所述磨削力信號通過所述信號采集器轉換成數字信號，并傳輸到所述PC機上。

所述信號采集器包括電源模塊以及依次連接的差分放大電路、微處理器、通訊模塊以及用于顯示信號采集狀態和選擇工作模式的觸摸顯示屏，所述觸摸顯示屏與所述微處理器雙向連接，所述微處理器通過所述通訊模塊與所述PC機通訊連接，所述PC機的輸出端與所述磨削機床的驅動端電性連接，所述電源模塊用以提供工作電源給所述差分放大電路、所述微處理器、所述通訊模塊和所述觸摸顯示屏。