[发明专利]一种在线监测砂轮磨钝状态的方法及其装置

说明书

本发明提供了一种在线监测砂轮磨钝状态的方法，通过定期监测砂轮磨削采样块产生的磨削温度信号，识别砂轮磨削状态和砂轮所处的磨钝状态，可及时地对砂轮进行修锐或更换，延长了砂轮的使用寿命，进一步保证了工件的磨削质量，提高了生产效率。本发明还提供了一种在线监测砂轮磨钝状态的装置能够有效的监测砂轮磨钝状态，可及时提示对砂轮进行修锐或更换，且操作简单便于监测，提高了监测效率。

技术领域

本发明涉及磨削加工在线监测的领域，特别是涉及一种在线监测砂轮磨钝状态的方法及装置。

背景技术

磨削加工是改善工件表面质量的重要技术之一，很多精密零件需要使用砂轮进行磨削加工和超精密加工，而砂轮磨损钝化程度对工件表面质量有着重要的影响。在磨削加工过程中，随着磨削时间的增加，砂轮表面磨粒状态会不断的发生改变，比如出现磨粒磨损、磨粒破碎和砂轮堵塞等现象，造成砂轮磨削性能下降，从而使被加工工件的尺寸精度和表面质量受到严重影响。如果不及时更换和修整砂轮，将会造成产品废品率提高。因此实时了解砂轮表面所处的状态并及时修锐砂轮是非常重要的。随着磨削时间的积累，砂轮表面的磨粒会因持续的磨损、磨钝而丧失磨削能力，并导致磨削温度不断上升；而磨粒脱落或者砂轮堵塞会造成有效磨粒数减少，从而使磨粒热冲击信号的个数减少。因此利用砂轮有效磨粒数和砂轮磨削温度两个因素可以判断砂轮磨钝的状态，实现砂轮磨钝状态在线监测，从而达到控制磨削工件的质量。

有鉴于此，本发明人对砂轮在线检测进行深入研究，遂有本案产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于磨削温度的在线监测砂轮磨钝状态的方法，从而能够及时修锐砂轮或者更换砂轮，达到控制磨削工件的质量的目的。

一种在线监测砂轮磨钝状态的方法，包括以下步骤：

步骤1，采集砂轮磨削采样块产生的磨削温度信号，并获得温度信号集；

步骤2，从所述温度信号集中提取砂轮磨削接触区温度和磨粒热冲击信号，以此识别砂轮磨削状态和砂轮所处的磨钝状态。

进一步地，步骤1中通过所述采样块和热电偶传感器，采集所述磨削温度信号，单位时间内采集到的所述磨削温度信号组合成所述温度信号集；步骤2中通过将所述砂轮磨削接触区温度和磨粒热冲击信号与对应的预设阈值进行比较，识别出砂轮磨削状态和砂轮所处的磨钝状态。

进一步地，所述温度信号集包括低频信号和高频信号，步骤2，从所述温度信号集中提取所述砂轮磨削接触区温度和所述磨粒热冲击信号的具体内容包括：提取一个所述温度信号集中的全部所述低频信号，并对所述低频信号求均值，通过所求均值识别出所述砂轮磨削接触区温度；砂轮的一个有效磨粒对所述采样块进行一次热冲击时产生一个所述高频信号；直接提取一个所述温度信号集中的全部所述高频信号作为所述磨粒热冲击信号。

进一步地，步骤1中砂轮磨削所述采样块的磨削深度取值范围为0.005mm至0.05mm；所述采样块根据所监测砂轮的种类采用不同的材料制成。

进一步地，所述热电偶传感器所采用的热电偶薄片根据砂轮型号和磨削参数的不同选择对应的厚度，且所述热电偶传感器所采用的热电偶薄片的厚度取值范围为0.004mm至0.1mm。

本发明还提供一种基于磨削温度的在线监测砂轮磨钝状态的装置，不仅能够有效的监测砂轮磨钝状态，且操作简单便于监测。

一种在线监测砂轮磨钝状态的装置，包括支撑架底座、支撑架上座、磨削深度调整机构、采样块和热电偶传感器，所述磨削深度调整机构连接所述支撑架底座和所述支撑架上座，且所述磨削深度调整机构能够调节所述支撑架上座与所述支撑架底座的距离，所述采样块固设于所述支撑架上座上，所述热电偶传感器固设于所述采样块上。