[实用新型]磨削砂轮表面磨粒温度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种温度测量装置，尤其是一种用于测量磨削砂轮表面磨粒温度的测量装置。 

背景技术

在精密磨削过程中，磨削砂轮表面的磨粒对砂轮磨损和切削能力有重要影响。磨削加工中所产生的部分热量会传入砂轮磨粒，过多的热量会导致磨料过早失效，同时在加工过程中热应力的循环作用，可能使结合剂与磨料之间的把持力减弱，导致磨粒的非正常脱落。如何有效测量砂轮表面磨粒温度，对提高砂轮使用寿命及提高磨削效率有着重要意义。因此，需要一种加工过程中砂轮表面磨粒温度的实时测量装置。 

发明内容

本实用新型是要提供一种磨削砂轮表面磨粒温度测量装置，用于实现加工过程中砂轮表面磨粒温度的实时测量，有效提高磨削效率和磨削质量。 

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种磨削砂轮表面磨粒温度测量装置，包括红外光纤传感器，信号处理装置，反光片，非接触式光电传感器，数据采集卡，计算机，其特点是：光电传感器的反光片粘贴在砂轮法兰外端面上，且对应反光片处设置一个非接触式光电传感器，非接触式光电传感器与数据采集卡连接；红外光纤传感器安装在靠近砂轮与工件的磨削接触区，红外光纤传感器通过信号处理装置与数据采集卡连接，数据采集卡连接计算机。 

红外光纤传感器的测头垂直于砂轮表面，且红外光纤传感器的测头与砂轮表面距离为100um。 

数据采集卡的采样频率为100kHz。 

本实用新型的有益效果是： 

本实用新型可测量不同型号砂轮的表面磨粒温度和磨粒分布。通过比较不同磨削参数下的砂轮磨粒实验测量结果及最大磨粒温度，可优化得到最佳的磨削工艺参数，对提高磨削效率和磨削质量有重要意义。

本实用新型使用红外光纤传感器和光电传感器对砂轮表面磨粒的温度进行测量，取得了很好的效果。 

附图说明

图1是磨削砂轮表面磨粒温度测量装置示意图； 

图2是红外光纤传感器安装示意图；

图3是砂轮表面磨粒温度测量结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一说明。 

如图1所示，本实用新型的磨削砂轮表面磨粒温度测量装置，包括红外光纤传感器3，信号处理装置4，反光片5，非接触式光电传感器6，数据采集卡7，计算机8等， 

光电传感器的反光片5粘贴在砂轮法兰10外端面b上，且对应反光片5处设置一个非接触式光电传感器6，非接触式光电传感器6与数据采集卡7连接；红外光纤传感器3安装在靠近砂轮2与工件9的磨削接触区，红外光纤传感器3通过信号处理装置4与数据采集卡7连接，数据采集卡7连接计算机8。

红外光纤传感器3的工作原理是利用光学系统汇聚其视场内的目标红外辐射能量，红外能量聚焦在光电探测器上转变为相应的电信号，经放大器和信号处理转换成被测目标的温度值。光纤的应用可使红外技术在恶劣的条件下进行测量。 

为准确识别修整砂轮2旋转每周的同一位置以红外光纤传感器3采集砂轮2每转数据都是从同一起点开始，如图1所示，在砂轮2侧面安装一个高频响应的非接触式光电传感器6来进行识别，每当砂轮2旋转到此位置时该非接触式光电传感器6便发出一个触发信号，计算处理该触发信号用来控制结束砂轮2本周红外光纤传感器3信号数据采集及开始砂轮2下一周红外光纤传感器3信号数据采集。 

在磨削加工之前，为有效采集磨削加工过程中的砂轮表面磨粒温度信号，如图2所示，选用红外光纤传感器3的光纤长度为2m；红外光纤传感器3测头安装在尽量靠近砂轮2与工件9的磨削接触区，并且红外光纤传感器3测头应安放在砂轮2磨粒切削后的旋出方向一侧；红外光纤传感器3测头的安放应垂直于砂轮2表面，并调节测头与砂轮2表面距离为100um。 

将红外光纤传感器3和光电传感器6连接到数据采集卡7后，再连接到计算机8。设定声发射信号数据采集卡的采样频率为100kHz。 

测量时，启动机床，设置砂轮2转速为V_s，工件转速为V_w和磨削深度为a_p进行磨削加工实验，通过计算机8记录测试的磨削区温度值。利用MATLAB软件处理计算砂轮表面磨粒的温度信号及光电传感器信号,如图3所示，为实验磨削砂轮旋转一周的表面磨粒温度测量结果。该磨粒温度分布情况也反应了切削磨粒沿砂轮圆周的分布特征；最大磨粒温度T_max对砂轮性能有直接影响也是优化磨削参数的重要依据；通过多次测量比较不同时期的砂轮磨粒温度及分布，可有效反应出砂轮表面磨粒的磨损变化状态。