[发明专利]一种超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法及系统

权利要求书

1.一种超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)砂轮在机床上空转时，使激光位移传感器发射的光束沿垂直于砂轮磨削面的方向照射，使激光位移传感器沿平行于砂轮磨削面的方向匀速移动，在移动过程中，激光位移传感器采样砂轮表面照射点与激光位移传感器的相对位移值，并使在一个砂轮磨粒上存在两个以上的采样点，从而获取初步采样数据，所述初步采样数据包括激光位移传感器到砂轮磨削面的相对位移数据和激光位移传感器到基准面的相对位移数据；所述基准面为与砂轮磨削面相对位置不变且不会磨损的参考面；

(2)对所述初步采样数据进行预处理，预处理过程包括初步采样数据的初步划分、粗大值剔除、插值；

(3)对预处理后的初步采样数据进行包络线提取，形成第一、第二包络线数据；所述第一包络线数据包括激光位移传感器到砂轮磨削面微观形貌上限的相对位移数据和激光位移传感器到基准面微观形貌上限的相对位移数据；所述第二包络线数据包括激光位移传感器到砂轮磨削面微观形貌下限的相对位移数据和激光位移传感器到基准面微观形貌下限的相对位移数据；

(4)在所述第一、第二包络线数据差值中寻找两次跳变的数据点，将其作为无效数据与有效数据的跳变分界点，以及砂轮磨削面与基准面的跳变分界点，从而对所述第一包络线数据进行区域划分，以两个跳变分界点之间的第一包络线数据为砂轮磨削面所在区域的相对位移数据；

(5)根据预处理后数据中激光位移传感器到基准面的相对位移数据得到基准面平均值；根据砂轮磨削面所在区域的相对位移数据和基准面平均值得到砂轮磨削面所在区域的高度数据；

(6)获取磨削前的砂轮磨削面所在区域的高度数据和磨削后的砂轮磨削面所在区域的高度数据，从而得到砂轮磨损量。

2.根据权利要求1所述的超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中根据激光位移传感器到砂轮磨削面的相对位移数据和激光位移传感器到基准面的相对位移数据的数据幅值水平分布差异对初步采样数据进行初步划分。

3.根据权利要求1所述的超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法，其特征在于，所述步骤(2)中根据移动极差法进行粗大值剔除。

4.根据权利要求1所述的超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中依次通过移动极值法、线性插值法和曲线拟合法对预处理后的初步采样数据进行包络线提取。

5.根据权利要求1所述的超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法，其特征在于，所述步骤(3)中，第一包络线数据为上包络线数据，第二包络线数据为下包络线数据，所述步骤(4)中对上包络线数据和下包络线数据作差，得到上包络线数据和下包络线数据的差值数据，所述差值数据减去设定常数，得到区域判定数据，按照区域判定数据绘制曲线，曲线上存在两个过零位的跳变信号；第一个跳变信号的下降沿零位和第二个跳变信号的上升沿零位之间对应的上包络线数据为砂轮磨削面所在区域的相对位移数据；所述设定常数大于砂轮磨粒最大出露高度，小于基准面与磨削面之间的距离。

6.根据权利要求1所述的超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法，其特征在于，所述步骤(6)中的砂轮磨损量为砂轮损耗体积量和/或砂轮尺寸损耗量。

7.根据权利要求6所述的超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法，其特征在于，所述砂轮尺寸损耗量为磨削前的砂轮磨削面所在区域的高度数据中的最大值与磨削后的砂轮磨削面所在区域的高度数据中的最大值的差值。

8.根据权利要求6所述的超硬材料砂轮微小磨损量的在线检测方法，其特征在于，所述砂轮损耗体积量的计算方法为：在砂轮磨削面所在区域对应的范围内，对磨削前的砂轮磨削面所在区域的高度数据和磨削后的砂轮磨削面所在区域的高度数据分别进行积分，得到磨削前砂轮磨削面到基准面的体积量和磨削后砂轮磨削面到基准面的体积量，磨削前砂轮磨削面到基准面的体积量和磨削后砂轮磨削面到基准面的体积量的差值为砂轮损耗体积量。