[发明专利]一种砂轮在线监控与修整方法

说明书

技术领域

本发明属于磨床加工控制方法，具体涉及一种砂轮在线监控与修整方法。

背景技术

砂轮的修整对砂轮的磨削性能和磨削效果有极大的影响。随着磨削加工向智能化、自适应控制发展，要求能够自动地检测出砂轮的钝化和砂轮修整完成的准确时刻，能及时开始和结束砂轮的修整，以提高磨削质量和生产效率。在以往的工作中，为了避免工件磨削烧伤，大多采用定时修整，在砂轮尚未达到工作寿命极限时，就提前对其进行修整，这样做有盲目性(“磨削质量在线监测方法研究”，刘贵杰等，金刚石与磨料磨具工程，2004.10)。频繁修整砂轮不仅会影响加工效率，还会加快砂轮的损耗，特别是使用立方氮化硼(CBN)砂轮昂贵，增加了生产成本。反之，如果延误了修整周期，则又会影响工件的精度和表面质量，造成废品。因此，能准确及时自动地修整砂轮，是提高磨削加工生产率，保证磨削加工质量的一个重要途径。

在近几年开发研究中，声发射(AE)信号作为磨削控制的信息源被广泛采用。许多研究结果表明：通过监测AE信号的幅值变化，即可评价砂轮的锋利程度和确定砂轮的工作寿命(“基于神经网络的磨削砂轮状态的再线监测”，刘贵杰等，东北大学学报，2002.10；“STFT在AE信号特征提取中的应用”，廖传军等，仪器仪表学报，2008.9；“磨削过程的AE监视模型”吴国月，磨床与磨削，1999.1)。但是，当加工工件材料、加工条件和加工参数经常变化时，由于声发射信号的幅值也会随之发生剧烈变化，仅靠检测声发射信号的幅值大小无法判断砂轮钝化程度。为此，本文提出了FFT频谱分析的方法，即根据砂轮锋利时加工产生的高频分量幅度大和频谱分量多，而钝化时高频分量幅度小和频谱分量少。我们设定一个带限，当高频成分少于一定值，就需要修整砂轮，当高频分量达到某个范围时，结束砂轮的修整，实现砂轮的自动修整。

发明内容

本发明的目的是提供一种砂轮在线监控与修整方法。

本发明提出的砂轮在线监控与修整方法，由以下步骤实现：

步骤1、利用现有的砂轮修整系统检测砂轮在磨削过程中发出并经处理的声发射(AE)数字信号；

步骤2、将步骤1的N个声发射(AE)数字信号a(n)，通过快速傅立叶变换FFT获得个实部AR(k)和虚部AI(k)的不同频谱分量；

步骤3、再经过公式(1)、(2)、(3)计算，获得声发射(AE)数字信号的均方根值Y、总能量E、频域中心频率fc并作为BP神经网络的输入样本：

Y=Σn=1Na2(n)N---(1)]]>

E=Σk=0N2(AR(k)2+AI(k)2)---(2)]]>