[实用新型]基于人工神经网络的磨床砂轮自动修整装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械磨削加工领域，具体涉及一种基于人工神经网络的磨床砂轮自动修整装置。

背景技术

磨床是实施磨削加工的主要工具。磨削加工是借助砂轮表面的大量磨粒切削刃去除材料的一种加工方法，作为一种获得高精度、低粗糙度加工表面以及对高硬度表面进行精加工的工艺方法，在机械加工技术领域占有十分重要的地位。磨钝后的砂轮，将影响被磨工件的表面质量和几何精度，因此，必须及时对磨钝后的砂轮进行修整和补偿，才能保证零件的加工质量。传统的磨床砂轮修整，大多是通过人工检验零件误差，根据经验判断砂轮是否钝化，如果钝化则进行人工修整、人工调整参数，因而无法实现修整自动化。这种根据经验判断砂轮是否钝化的方法，判断结果与工人个体有关、带有主观性，而且是事后(零件尺寸超差后)判断、难以把握砂轮修整的最恰当时机。要不采用定时修整方式在砂轮钝化前提前修整，则缩短了砂轮使用寿命；要不就是在砂轮钝化后，造成零件尺寸超差后才修整，则加工废品率高。

为了把握砂轮修整的时机，现有的砂轮磨损状态检测方法可以分为静态检测与动态检测两种。静态检测主要有滚动复印法和触针法，这些方法的缺点是离线的、事后的检测，因此不利于提高工作效率和保证产品合格率；动态检测主要有光截法、光点自动测量法、激光功率谱法、电镜观察法、光反射法和声发射监测法等，这些方法的缺点是安装调试困难、结构复杂、对人员素质要求高，因此还尚未用于生产加工。由于上述原因，目前磨床的砂轮修整基本没有实现自动化。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于人工神经网络的磨床砂轮自动修整装置，它能够减少磨削加工中的人为判断因素，从而提高磨床磨削加工过程的自动化程度，降低加工成本和废品率。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于人工神经网络的磨床砂轮自动修整装置，主要由修整工具、滑台、步进电动机、丝杆和数控系统组成；其中修整工具位于磨床砂轮顶部上方，修整工具安装在滑台上，滑台经由丝杆与步进电动机的输出端相连，步进电机的输入端与数控系统相连；上述数控系统包括控制中心、砂轮电机电流检测电路、砂轮电机电压检测电路、砂轮电机转速检测电路、磨床工作台速度检测电路和步进电机驱动电路；其中控制中心内设有信号采集模块、信号处理模块、基于人工神经网络的砂轮磨损状态预测模块和电机控制模块；砂轮电机电流检测电路、砂轮电机电压检测电路、砂轮电机转速检测电路和磨床工作台速度检测电路均连接在信号采集模块上，信号采集模块经由信号处理模块与砂轮磨损状态预测模块相连，砂轮磨损状态预测模块通过电机控制模块连接步进电机驱动电路。

上述方案中，所述砂轮电机电流检测电路和磨床电压检测电路中的传感器均为霍尔传感器；砂轮电机转速检测电路中的传感器为圆光栅，圆光栅与磨床电机同轴连接；磨床工作台速度检测电路中的传感器为光栅尺，光栅尺的运动部分和静止部分分别固定在磨床工作台和磨床床身上。

上述方案中，所述修整工具为金刚钻笔、金刚石笔、金刚石车刀、滚轮或星形刀片。

上述方案中，所述滑台为一维滑台、二维滑台或三维滑台。

与现有技术相比，本实用新型能够在线监测砂轮磨损状态，实现砂轮自动修整，减少磨削加工中的人为判断因素，从而提高磨削加工过程的自动化程度，装置结构简单、容易实现。

附图说明

图1为本实用新型一种基于人工神经网络的磨床砂轮自动修整装置的原理框图；

图2为本实用新型一种基于人工神经网络的磨床砂轮自动修整方法的流程图；

图3为BP神经网络预测模型图。

具体实施方式

参见图1，本实用新型所设计的一种基于人工神经网络的磨床砂轮自动修整装置，主要由修整工具、滑台、步进电动机、丝杆和数控系统组成。其中修整工具位于磨床砂轮顶部上方，修整工具安装在滑台上，滑台经由丝杆与步进电动机的输出端相连，步进电机的输入端与数控系统相连。上述数控系统包括控制中心、砂轮电机电流检测电路、砂轮电机电压检测电路、砂轮电机转速检测电路、磨床工作台速度检测电路和步进电机驱动电路。其中控制中心内设有信号采集模块、信号处理模块、基于人工神经网络的砂轮磨损状态预测模块和电机控制模块。砂轮电机电流检测电路、砂轮电机电压检测电路、砂轮电机转速检测电路和磨床工作台速度检测电路均连接在信号采集模块上，信号采集模块经由信号处理模块与砂轮磨损状态预测模块相连；砂轮磨损状态预测模块通过电机控制模块连接步进电机驱动电路。