[发明专利]一种磨削工件表面振纹在线监测方法及系统

权利要求书

1.一种磨削工件表面振纹在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取砂轮轴竖直方向的原始加速度信号；获取实际加工过程中砂轮轴竖直方向的原始加速度信号，所述实际加工过程包括磨削加工过程以及相应的空转行程；所述空转行程是指未进行磨削加工时，砂轮处于空转状态的行程，此时砂轮转速和砂轮架速度与磨削加工过程一致；

步骤2，从所述原始加速度信号中截取相同长度的磨削数据以及相应的砂轮轴空转数据；

步骤3，对所述磨削数据以及相应的砂轮轴空转数据进行频谱分析，根据砂轮轴转频理论计算值f_gt和工件轴转频理论计算值f_wt确定砂轮轴实际转频f_g并计算边频带特征频率f_s；

步骤4，对比所述磨削数据和相应的砂轮轴空转数据的频谱，观察磨削信号频谱中是否新出现与边频带特征频率f_s相近的频率成分，判断有无明显振纹；如果磨削信号的频谱中新出现与边频带特征频率f_s相近的频率成分，则判断该磨削工件表面存在明显振纹；如果磨削信号的频谱中没有出现与边频带特征频率f_s相近的频率成分，则进行下一步骤；

步骤5，对比所述磨削数据和相应空转数据的频谱，根据振纹缺陷特征频率分布特点确定待分析频段；

步骤6，根据所述待分析频段范围对磨削数据和相应空转数据进行小波包分解与重构，得到所述磨削数据和相应的砂轮轴空转数据的待分析频段重构信号；

步骤7，对所述磨削数据和相应的砂轮轴空转数据的待分析频段重构信号进行包络谱分析，根据砂轮轴实际转频f_g和工件轴转频理论计算值f_wt计算转频比特征频率f_r；

步骤8，对比所述磨削数据和相应的砂轮轴空转数据的待分析频段重构信号包络谱，判断磨削重构信号包络谱是否新出现与转频比特征频率f_r相近的频率成分；如果磨削数据的待分析频段重构信号包络谱中出现接近转频比特征频率f_r的频率成分，则判断该磨削工件表面存在微振纹；如果磨削数据的待分析频段重构信号包络谱中没有接近转频比特征频率f_r的频率成分，则判断该磨削工件表面没有振纹。

2.根据权利要求1所述的磨削工件表面振纹在线监测方法，其特征在于，利用磁座支架将单轴加速度传感器吸附于砂轮轴上壁，分别采集各工序的原始加速度信号。

3.根据权利要求1所述的磨削工件表面振纹在线监测方法，其特征在于，获取实际加工过程中砂轮轴竖直方向的原始加速度信号，所述实际加工过程包括磨削加工过程以及相应的空转行程；所述空转行程是指未进行磨削加工时，砂轮处于空转状态的行程，此时砂轮转速和砂轮架速度与磨削加工过程一致。

4.根据权利要求1所述的磨削工件表面振纹在线监测方法，其特征在于，

步骤3中，所述边频带特征频率f_s的计算过程具体如下：

S31，计算砂轮轴转频和工件轴转频的理论值：

其中，f_gt为砂轮轴转频理论计算值，f_wt为工件轴转频理论计算值，n_gt为砂轮轴设定转速，n_wt为工件轴设定转速；

S32，从分析所得频谱中选取接近上述砂轮轴转频理论计算值的频率成分作为砂轮轴实际转频f_g；

S33计算边频带特征频率f_s：

f_s＝f_g±f_wt。

5.根据权利要求1所述的磨削工件表面振纹在线监测方法，其特征在于，步骤5中，所述待分析频段的确定过程具体如下：

S51对磨削数据和相应空转数据进行频谱分析并绘制频谱图，所述磨削数据包括各种磨削参数下的加工数据；

S52对比磨削数据和相应空转数据的频谱图，根据频谱成分的变化情况，选取磨削数据中富含磨削工件表面振纹信息的缺陷主要作用频率范围作为待分析频段。