一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103128661A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103128661103128661A(43)申请公布日2013.06.05(21)申请号201110403886.0(22)申请日2011.12.02(71)申请人浙江大学地址310058浙江省杭州市余杭塘路866号申请人摩士集团股份有限公司(72)发明人余忠华谢超汪虹李罡(51)Int.Cl.B24B49/00(2012.01)B24B5/18(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置(57)摘要本发明公开了一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置。在无心内圆磨床的工件支承上安装一个声发射(AE)传感器(1)，其输出信号线与前置放大器(2)连接；前置放大器(2)与滤波器(3)连接；滤波器(3)与A/D转换器(4)连接；A/D转换器(4)与DSP(5)连接；DSP(5)与PLC(6)连接；DSP(5)与PC上位机(8)连接；PLC(6)分别与显示报警系统(7)、PC上位机(8)和伺服驱动系统(9)连接；其中显示报警系统(7)包括触摸显示屏、报警灯和蜂鸣器。本发明可以在无心内圆磨床进刀时，实时准确地检测到砂轮与工件的意外触碰，从而及时控制伺服系统停止砂轮进给，防止恶性碰撞，并在报警显示装置上显示相关信息及报警。CN103128661ACN103286ACN103128661A权利要求书1/1页1.一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置，其特征在于包括在该无心内圆磨床的工件支承上安装一个声发射(AE)传感器(1)，其输出信号线与前置放大器(2)连接；前置放大器(2)与滤波器(3)连接；滤波器(3)与A/D转换器(4)连接；A/D转换器(4)与DSP(5)连接；DSP(5)与PLC(6)连接；DSP(5)与PC上位机(8)连接；PLC(6)分别与显示报警系统(7)、PC上位机(8)和伺服驱动系统(9)连接；其中显示报警系统(7)包括触摸显示屏、报警灯和蜂鸣器。2.使用权利要求1所述的一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置，其特征在于上述AE传感器(1)安装于工件支承(16)上，正对着工件磨削区。3.使用权利要求1所述的一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置，其特征在于其防碰撞监控过程包括如下步骤：1)DSP采集一个时间窗内的数字信号段；2)计算上述时间窗内所有采样点的能量平均值；3)比较上述能量平均值计算结果与阈值，如果计算结果超出阈值范围，则超出阈值的次数加一；否则，超出阈值的次数清零；4)如果上述超出阈值的次数达到3，DSP向PLC的某一数字信号输入口发送高电平信号；超出阈值的次数清零；5)重复1)～4)；6)如果PLC的上述数字信号输入口检测到上述高电平信号产生的上升沿，则进入硬件中断OB40程序；7)在上述OB40程序中，如果砂轮轴进给状态标志位为正在进给，则执行回跳和报警子程序；否则，停止中断程序OB40，继续循环扫描PLC主程序。4.使用权利要求1所述的一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置，其特征在于其控制砂轮轴回跳的方法包括如下步骤：1)PLC向伺服驱动器发送回跳指令；2)伺服驱动器控制伺服电机回转一定时间；3)伺服电机通过减速器、滚珠丝杆的传动使砂轮轴回跳一定位移。2CN103128661A说明书1/6页一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置技术领域[0001]本发明涉及一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置。背景技术[0002]在现代磨削加工中，自动化系统可以按照设定自动完成进刀和加工过程，这样可以减少外界干预，消除人因误差，提高精加工产品的质量。但是由于缺少在线监测系统，砂轮进给时有可能与工件发生碰撞，这样不仅产生了不合格品，还会损伤砂轮或机器，进而造成生产的中断。特别是在微型轴承高速磨削加工中，由于轴承孔径比较小，砂轮与轴承的相对定位要求更加高；而且在砂轮高速旋转中，一旦发生碰撞，对系统的损坏将会非常严重。因此，需要一种面向无心内圆磨床的在线防碰撞监控装置，在砂轮和工件发生意外接触时，及时监测到这种接触信号，并判断是否为碰撞，若是碰撞则及时控制砂轮回跳，阻止恶性碰撞的发生，同时该监控装置必须要有很低的误判率，以减少不必要的损失。[0003]声发射(AE，AcousticEmission)检测技术是一种灵敏度高、频响范围广、信息量大的动态无损检测技术，并具有实时、在线和整体检测的特点。利用材料断裂或碰磨时发生的AE信号的特征参数及其变化可以判断断裂或碰磨的产生及强度。基于这一原理的AE检测技术在石化、电力、航空、冶金、交通、机械等领域都有广泛的技术研究和应用。但是由于AE源的多