[发明专利]基于热力耦合的磨削监控方法

说明书

本发明公开了一种基于热力耦合的磨削监控方法，其应用于磨削机床上，包括如下步骤：设定阈值、采集磨削件信息、获取磨削件数据、分析判断和分析振动情况；与现有技术相比，通过将磨削件的温度信号集中的各磨削温度信号、力信号集中的各磨削力信号和力振动信息进行综合分析，识别出磨削件加工时磨削件的磨削状态和振动情况，从而提醒操作者，操作者根据提醒做出相应的操作，以此实时监控磨削件的磨削状态并及时进行调整，保证磨削件磨削时处于稳定状态，从而保证磨削件的磨削质量。

技术领域

本发明涉及磨削加工监测领域，更具体地说涉及一种基于耦合的磨削监控方法。

背景技术

磨削加工是改善磨削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磨削件表面质量有着重要的影响。

在磨削加工过程中，不同的磨削参数下磨削温度和磨削力都不一样，较大的磨削温度和磨削力会损坏砂轮和磨削件，且磨削温度和磨削力波动较大也会影响磨削件表面质量，而且，随着磨削时间的增加，砂轮的磨粒会出现磨钝和脱落现象，磨削温度和磨削力也会因此发生变化，将会使被加工磨削件的尺寸精度和表面质量受到严重影响，如果不及时修整或更换砂轮，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进行调整磨削参数、更换砂轮或修整砂轮是很有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于热力耦合的磨削监控方法，其能够实时监控磨削件的磨削状态并及时进行调整。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种基于热力耦合的磨削监控方法，包括如下步骤：

A1、设定阈值：确定磨削件产生磨削裂纹的磨削力阈值、确定磨削件表面产生烧伤的温度阈值和确定磨削件产生振动的波动阈值；

A2、采集磨削件信息：在磨削件磨削过程中采集单位时间内每间隔一段时间的磨削温度信号和磨削力信号，单位时间内采集的磨削温度信号组成温度信号集，单位时间内采集的磨削力信号组成力信号集；

A3、获取磨削件数据：对所述温度信号集求均值得到磨削接触区温度，对所述力信号集求均值得到磨削件磨削力，并且从所述力信号集中处理得到力振动信息，所述力振动信息包括多个波动频率；

A4、分析判断：将所述磨削接触区温度与所述温度阈值进行比对，以及将所述磨削件磨削力与所述磨削力阈值进行比对；

当所述磨削接触区温度小于所述温度阈值且所述磨削件磨削力小于所述磨削力阈值时，则判断所述磨削件处于稳定磨削状态，随后重复步骤A2-A4中；

当所述磨削接触区温度大于或者等于所述温度阈值，且/或所述磨削件磨削力大于或者等于所述磨削力阈值，则判断所述磨削件处于磨损状态，并继续下一步骤；

A5、分析振动情况：将各所述波动频率的大小均与所述波动阈值的大小进行比对，当各所述波动频率的大小均小于所述波动阈值的大小，则判断所述磨削件没有振动，提醒操作者所述磨削件需要进行处理；当至少一个所述波动频率的大小大于或者等于所述波动阈值的大小，则判断所述磨削件振动，则提醒操作者磨削机床需要进行调整，随后重复步骤A2-A5。

步骤A2中，采用温度采样装置采集磨削温度信号，所述磨削温度信号通过信号采集器转换成数字信号，并传输到PC机上；

采用压力装置采集磨削力信号，所述磨削力信号通过所述信号采集器转换成数字信号，并传输到所述PC机上。

所述信号采集器包括电源模块以及依次连接的差分放大电路、微处理器、通讯模块以及用于显示信号采集状态和选择工作模式的触摸显示屏，所述触摸显示屏与所述微处理器双向连接，所述微处理器通过所述通讯模块与所述PC机通讯连接，所述PC机的输出端与所述磨削机床的驱动端电性连接，所述电源模块用以提供工作电源给所述差分放大电路、所述微处理器、所述通讯模块和所述触摸显示屏。