砂轮修整形貌可视化监测装置及其监测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102172893A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102172893A(43)申请公布日2011.09.07(21)申请号201110047071.3(22)申请日2011.02.25(71)申请人上海理工大学地址200093上海市军工路516号(72)发明人迟玉伦李郝林朱欢欢(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司31213代理人王敏杰(51)Int.Cl.B24B53/06(2006.01)B24B53/12(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称砂轮修整形貌可视化监测装置及其监测方法(57)摘要本发明公开了一种砂轮修整中形貌可视化监测装置及其实时监测方法，该装置包括砂轮、砂轮修整器、声发射传感器和光电传感器，所述的声发射传感器和所述的光电传感器分别与计算机内设的数据采集卡连接；该方法包括①数据采集、②数据滤波处理和③图像显示修整中砂轮形貌等步骤。本发明实现了砂轮修整过程中形貌可视化实时监测，提高了工人的磨削质量和磨削效率。CN1027893ACCNN110217289302172896A权利要求书1/1页1.一种砂轮修整形貌可视化监测装置，包括砂轮主轴(1)驱动的砂轮(2)，其特征在于，还有单磨粒金刚石砂轮修整器(3)，该单磨粒金刚石砂轮修整器(3)的底座的侧面安装一个声发射传感器(4)，在所述的砂轮(2)的砂轮法兰(11)的外端面贴设有反光片(5)，在所述的砂轮(2)的砂轮法兰(11)的外端面外相对于所述的反光片(5)设置一个光电传感器(6)，所述的声发射传感器(4)和所述的光电传感器(6)都通过数据采集卡(7)与计算机(8)连接。2.利用权利要求1所述的砂轮修整形貌可视化监测装置实施监测的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：①数据采集：设定数据采集卡(7)的采样频率为fs＝10MHz，光电传感器(6)的响应频率为fm＝20kHz；②数据滤波处理：当砂轮主轴(1)转动，而砂轮(2)与砂轮修整器(3)无接触时，所述的声发射传感器(4)发出声发射信号的或所述的数据采集卡(7)所接收的信号视为干扰信号，通过其频率成份分析，确定低通滤波器的截止频率；③启动所述的砂轮修整形貌可视化监测装置，计算机(8)通过数据采集卡(7)采集所述的声发射传感器(4)和光电传感器(6)的信号，计算所述的声发射传感器(4)各分段时间内的声发射信号的均方根值，并图像显示修整中砂轮形貌：声发射信号均方根值的突起值部分表示砂轮磨粒与金刚石修整器接触时释放的高能量信号，均方根值的低值部分表示砂轮结合剂与金刚石修整器接触时释放的能量信号。3.根据权利要求2所述的监测方法，其特征在于，所述的计算声发射信号均方根值的最大分段时间te(s)为：te＝Le·Sn/πD·fs其中：Sn为砂轮旋转一周所采集数据的个数：Sn＝D·π·fs/1000·VrD：砂轮直径(mm)；fs：声数据采样频率(Hz)；Vr：砂轮修整速度(m/s)；Le：设定两个采集点之间距离(mm)；fs：声发射信号的采样频率(Hz)。2CCNN110217289302172896A说明书1/4页砂轮修整形貌可视化监测装置及其监测方法技术领域[0001]本发明涉及机械磨削加工，特别是一种砂轮修整形貌可视化监测装置及其监测方法。背景技术[0002]在精密磨削过程中，为尽量避免砂轮磨损后导致被磨削工件的表面质量下降，要经常使用修整工具对磨削砂轮进行修整。而现今砂轮修整过程大多是凭靠操作工人的经验进行，经验选择砂轮修整余量要远远大于实际需要的修整量，从而降低了砂轮使用寿命和加工效率。因此，如何有效监测砂轮修整过程中砂轮表面的形貌特征，对提高工件磨削质量和磨削效率有重要意义。发明内容[0003]本发明目的是克服上述现有砂轮修整过程凭靠操作工人的经验进行的不足，提供一种砂轮修整形貌可视化监测装置及其监测方法，在砂轮修整过程中对其形貌进行可视化实时监测，以提高工人的磨削质量和磨削效率。[0004]本发明的技术解决方案如下：[0005]一种砂轮修整形貌可视化监测装置，包括砂轮主轴驱动的砂轮，其特点在于，还有单磨粒金刚石砂轮修整器，该单磨粒金刚石砂轮修整器的底座的侧面安装一个声发射传感器，在所述的砂轮的砂轮法兰的外端面贴设有反光片，在所述的砂轮的砂轮法兰的外端面外相对于所述的反光片设置一个光电传感器，所述的声发射传感器和所述的光电传感器都通过数据采集卡与计算机连接。[0006]利用上述的砂轮修整形貌可视化监测装置的监测方法，其特点在于，该方法包括如下步骤：[0007]①数据采集：设定数据采集卡的采样频率为fs＝10MHz，光电传感器的响应频率为fm＝20kHz；[0008]②数据滤波处理：当砂轮主轴转动，而与砂轮修整器无接触时，所