[发明专利]一种砂轮修整质量检测与评价方法

说明书

本发明公开了一种砂轮修整质量检测与评价方法，属于磨削加工技术领域，本发明的方法：首先，利用手持式扫描仪对修整后砂轮表面所要评价区域的表面进行三维数据采集。然后，对采集的三维数据的奇异点进行剔除和插值补充数据处理、并对修补处理后的三维数据组进行曲面拟合得到其中心面。最后，根据中心面与数据处理后的砂轮表面三维数据组，计算得到评价砂轮修整质量的相关参量值，实现对砂轮的修整质量快速检测与评价。该方法克服了目前砂轮修整质量检测方法成本高、操作复杂、或数据采集精度不高等问题，可为砂轮修整工艺的改进提供依据，对提高磨削加工质量和效率具有重要意义。

技术领域

本发明涉及精密超精密加工和精密测试技术领域，尤其涉及砂轮修整质量检测与评价方法。

背景技术

磨削加工所用的砂轮一般是用磨料和结合剂等制作而成的。对于新安装的砂轮和在磨削过程中砂轮表面钝化不能进行有效磨削的砂轮，都必须对砂轮进行修整。修整后的砂轮表面质量影响磨削加工质量和效率，需要对修正后的砂轮表面质量进行检测与评价，因此，快速准确地检测砂轮修整后的表面质量，不仅有助于进一步认识磨削机理，而且，对磨削加工质量和效率的提高有着重要意义。

对砂轮表面质量进行检测的方法主要包括：（1）凭借视觉和触觉人为的检测方法，一般依靠工人的经验，通过加工时的声音及工件的表面质量进行判断，这需要工人具备较高的加工经验，主观性较强，并且增加了人工成本。而且受人为因素影响极大，检测准确性无法保证。（2） 利用轮廓仪等接触式量仪对砂轮表面的轮廓进行测量；这种方法虽然理论上可以测量砂轮表面粗糙度，但由于量仪的测头需要接触砂轮粗糙表面，测量时极易造成测头磨损从而损坏量仪，尤其是在砂轮粒度大、尺寸大的条件下，情况更为恶劣，这种方法耗时费力，受限因素多，也无法实现在机检测，而且这种方法的操作比较复杂。（3）利用CCD相机或激光传感器对砂轮表面质量进行检测，这种方法虽然可以测量砂轮表面质量，但是，由于CCD相机和激光传感器的三维数据采集精度不高，鲁棒性不够，会给砂轮质量检测结果带来较大偏差，检测准确性无法保证。

综上所述，当砂轮在修整后，需要对其修整质量进行检测，由于目前的砂轮修整质量检测操作复杂、耗时费力、数据采集精度不高等原因，因此，砂轮修整质量检测与评价方法也是磨削加工技术领域的研究问题之一。

发明内容

本发明提供了一种利用手持式扫描仪进行砂轮修整质量检测与评价方法，具有快速、精度高等特点，克服了目前砂轮表面质量的检测检测成本高、耗时费力等问题。

本发明提供的技术方案为：

本发明提供了一种利用手持式扫描仪进行砂轮修整质量检测与评价方法，其检测系统主要包括：被测砂轮（1）、固定胶带（2）、开有矩形通孔的弹性透明塑料薄片（3）、反光标记点（4）、手持式扫描仪（5）、电源数据线（6）和计算机（7）。在弹性透明塑料薄片矩形通孔周边贴有一定数量的反光标记点（4）；透明塑料薄片的两端是用固定胶带（2）粘贴固定在被测砂轮（1）表面上，且保证透明塑料薄片矩形通孔长边沿砂轮表面的圆周方向；手持式扫描仪（5）通过电源数据线（6）与计算机（7）相连。

砂轮修整质量检测与评价方法主要步骤有：

步骤1：选取评定表面。在修整后砂轮工作面上，选取一定弧长的面积作为评定表面区域；用胶带将带有反光标记点（4）的弹性透明塑料薄片（3）粘贴固定在所选取的评定表面上。

步骤2：点云数据采集与数据处理。利用手持式扫描仪（5）对弹性透明塑料薄片矩形通孔露出的砂轮工作面进行三维数据采集，直到数据采集完备，计算机（7）得到修整后砂轮工作面的三维数据A₀ ；计算机对三维数据 进行分析处理，剔除数据A₀中的奇异点（奇异点的特征在于相比于正常点来说奇异点与其他点离得较远）。

然后，利用空间点插值方法对剔除的数据点进行补充处理，得到数据处理后的砂轮工作面三维数据组A₁ 。