[发明专利]金属结合剂砂轮磨削径向跳动的测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械精密加工的测量装置，尤其是一种砂轮磨削径向跳动的测量装置。

背景技术

近年来，随着高速磨削和超精密磨削技术的迅速发展，对砂轮提出了更高的要求，陶瓷和树脂结合剂的砂轮已不能满足生产的需要，金属结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著性而在生产中得到广泛应用。由于砂轮主轴刚性的限制，磨削加工中的砂轮存在一定的径向跳动量，特别是超精密加工中的金属结合剂砂轮的径向跳动会严重影响到工件的加工质量。因此，如何有效实时测量金属结合剂砂轮磨削中径向跳动量，对提高磨削效率和磨削质量有着重要意义。

发明内容

本发明是要提供一种金属结合剂砂轮磨削径向跳动的测量装置，用于实现磨削加工过程中砂轮径向跳动的实时测量，有效提高磨削效率和磨削质量。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种金属结合剂砂轮磨削径向跳动的测量装置，包括涡电流位移传感器，其特点是：涡电流传感器安装在砂轮罩壳上，并垂直于砂轮表面，涡电流传感器通过传感器放大器和A/D采集卡与计算机连接。

涡电流传感器与砂轮表面之间留有间隙，间隙的距离在涡电流传感器的量程范围之内。A/D采集卡的采样频率为                                               =25kHz。

本发明的有益效果是：

本发明采用涡电流位移传感器是一种非接触的线性化计量工具，能静态和动态地非接触、高线性度、高分辨率地测量被测金属导体距探头表面距离。涡电流传感器可以在恶劣的条件下进行测量，可在高速旋转机械和往复式运动机械状态分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。

本发明可实时测量不同型号的金属结合剂砂轮的径向跳动量。通过实时测量和优化磨削加工工艺参数，使砂轮径向跳动量满足不同工件材料的加工要求，对提高磨削效率和磨削质量有重要意义。

因此，本发明使用高精度高频响涡电流传感器实时测量金属结合剂砂轮磨削过程中的径向跳动量，取得了很好的效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是砂轮径向跳动测量结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的金属结合剂砂轮磨削径向跳动的测量装置，包括涡电流位移传感器6，传感器放大器7，A/D采集卡8和计算机9。

涡电流传感器6安装在砂轮罩壳5上；并垂直于砂轮表面4，涡电流传感器6通过传感器放大器7和A/D采集卡8与计算机9连接。

涡电流传感器6与砂轮表面4之间留有间隙，间隙的距离在涡电流传感器6的量程范围之内。A/D采集卡8的采样频率为=25kHz。

在磨削加工之前，为有效采集磨削加工过程中的砂轮径向跳动位移信号，选用高精度高频响涡电流位移传感器6，将高频响涡电流传感器6安装在砂轮罩壳5上；保证涡电流传感器6垂直于砂轮表面4，并调节涡电流传感器6与砂轮表面4之间的距离，使其距离在涡电流传感器6的量程范围之内。将涡电流传感器6连接到传感器放大器7，再连接到A/D采集卡8，最后连接到计算机9。设定涡电流传感器信号A/D采集卡8的采样频率为=25kHz。

启动机床，设置砂轮3转速为V_s（m/s）,机床工作台1上的工件2进给速度为V_w（mm/min）和砂轮磨削加工深度为a_p（mm），通过上述装置的A/D采集卡8和计算机9记录砂轮径向跳动位移信号。为了去除电磁环境等高频干扰信号对实验测量结果的影响，本发明使用切比雪夫II型数字滤波器对采集的数据进行低通滤波处理。该低通滤波器的截止频率应满足下式：

式中：为滤波器的截止频率（H_z）,为砂轮直径（mm）。

利用MATLAB软件处理计算金属结合剂砂轮径向跳动位移信号,如图2所示，为实验磨削砂轮旋转一周的径向跳动位移的测量结果。该砂轮径向跳动位移信号有效反应了砂轮磨削加工过程中径向跳动的情况；通过软件计算出砂轮每周的径向跳动误差 T_max，根据磨削工件质量计算砂轮的径向跳动误差的最大阀值M；在实际磨削过程中，通过调节各工艺参数V_s，V_w和a_p，使其满足T_max<M前提下提高加工效率。