磨削砂轮状态在线监测方法研究

用声发射(AE)信号在线监测砂轮状态的方法,可以监测工件材料、加工要求和磨削参数经常变化环境下砂轮钝化程度和破碎;并采用神经网络建立传感器信号与砂轮状态之间的非线性关系.     

砂轮磨损量及钝化程度的在线监测系统的误差分析

介绍了一种结合误差分离技术和差压技术对砂轮的工作表面进行在线监测的系统。分析了影响系统测量精度的主要误差因素,如磨削液质量、系统采样点数、非线性误差等。给出了减小误差的措施以达到提高系统测量精度的目的。     

磨削砂轮状态在线监测方法研究

提出了用声发射（AE）信号在线监测砂轮状态的方法.利用该方法可以监测工件材料、加工要求和磨削参数经常变化环境下的砂轮钝化程度和破碎情况;并采用神经网络建立了传感器信号与砂轮状态之间的非线性关系.     

高精度非球面制造系统控制软件的设计

根据高精度非球面制造及测量的需求,设计并实现了高精度非球面制造及测量系统的控制软件。系统基于工控PC机和Windows98操作系统,并选用Delphi 6.0和Visual Fortran作为开发工具。系统采用在线误差补偿加工技术,可选择平面砂轮和圆弧砂轮两种加工方式,达到加工高精度光学非球面镜的要求。     

基于贝叶斯网络的平面磨削状态智能监测技术研究

为解决平面磨削过程中工件表面粗糙度预测和砂轮钝化监测困难的问题,利用贝叶斯网络建立了平面磨削状态智能监测模型。该模型在获取系统磨削用量和工件材料的基础上,在线提取磨削声发射信号的峭度系数,可以有效预测工件粗糙度和识别砂轮钝化状态,为数控系统调节加工参数提供参考。该模型在平面磨床的磨削监测试验中取得了良好的效果。     

基于切深模型的汽车曲轴轴颈巴厘线磨削精度控制

正汽车曲轴作为发动机关键零件,其主轴颈、连杆颈巴厘线的磨削精度对发动机性能有较大影响。切入磨削过程中,成形砂轮轮廓将直接反映在曲轴轴颈上,因此研究了基于砂轮修整切深模型的成形砂轮廓形修整误差在线测量及补偿方法,通过控制砂轮廓形修整精度来保证曲轴轴颈巴厘线的磨削精度。采用声发射传感器搭建了砂轮修整过程监测系统,建立了砂轮圆弧修整过程中任意位置的声发射信号均方根值与修整切深的数学模型。通过构建切深模型参数与修整进给速度和修整圆弧中凸量的函数关系,得到了砂轮圆弧修整变参数切深模型,提高了切     

电镀CBN砂轮精密修整对磨削性能的影响

采用传统接触方式测量电镀CBN砂轮径向跳动时,测量仪触头易嵌入砂轮粗糙表面,致使检测数据严重失真,不能真实反映砂轮径向跳动值大小。利用非接触式激光位移传感器,在线采集电镀砂轮外圆表面信息,并经数据处理,得出砂轮的跳动值。磨削试验结果表明:对于电镀CBN砂轮,为了保证良好的表面,砂轮初始径向跳动值不能超过磨粒直径的30%,否则修整后砂轮表面磨粒过于钝化,无法进行正常磨削。     

基于ELID磨削在位电火花精密修形加工液的开发

针对以去离子水为介质电火花加工存在的导电率不稳定,放电火花不均匀,导致砂轮轮廓精度等级差和以煤油为介质的电火花加工存在易燃和污染环境的难题,以去离子水为基体进行电火花加工液成分优选的正交实验,探究爆炸剂、润滑剂、消泡剂及分散剂在加工液中的配比和含量对砂轮轮廓精度的影响规律;通过基恩士二维激光测距仪将砂轮的横截面轮廓数据进行采集,用MATLAB导入数据作砂轮截面轮廓求解峰值包络线图,评价砂轮修整前后的轮廓截面精度。开发基于ELID磨削在位电火花精密修形加工液。实验证明:当采用爆炸剂4%,润滑剂0.6%,消泡剂6%,分散剂3%时的加工液进行在位电火花精密修形后的砂轮能够达到精密成形加工所要求的精度等级。     

圆弧金刚石砂轮三维几何形貌的在位检测和误差评价

针对非球面光学元件加工对圆弧金刚石砂轮形状误差测量的需求,提出了砂轮三维几何形貌在位检测与误差评价方法。建立了砂轮外圆面螺旋扫描轨迹测量数学模型,利用位移传感器获取了砂轮表面轮廓数据;对得到的数据匀滑滤波后沿圆周展开并进行插值处理,得到砂轮三维几何形貌。然后,根据非球面平行磨削加工特点,提出评价圆弧砂轮形状精度的指标。通过提取三维几何形貌轴截面轮廓,进行最小二乘圆弧拟合得到不同相位处的圆弧半径与圆心坐标,并由误差分离获得砂轮表面圆弧的圆度误差、圆周跳动误差及轮廓圆心轴向偏差。最后,对非球面加工圆弧金刚石砂轮进行检测,获得了砂轮的三维几何形貌以及多个关键尺寸及其误差数据:即圆弧金刚石砂轮的平均圆弧半径为55.442 3mm,半径波动极差为0.16mm,中央±8mm环带内圆弧的圆度误差约为5μm,圆周跳动误差约为2μm,截面轮廓圆心轴向位置相对偏差为0.008mm。根据检测结果,进行了大口径复杂非球面磨削实验,得到的元件面形P-V值为4.62μm,RMS值优于0.7μm,满足工程的实际需求。     

城轨车辆轮对尺寸在线测量系统的研制

针对城轨车辆轮对测量费时费力的问题,基于激光轮廓扫描传感器技术,开发了一种城轨车辆轮对尺寸在线测量系统。系统采用将激光轮廓扫描仪和激光位移传感器布置在钢轨的内外两侧。将轮廓扫描仪发射的激光线投射到车轮踏面上,实时测量经过测量区域内的车轮踏面外轮廓,并对测量结果进行插值运算、数据平滑运算等算法处理,获得车辆轮对的轮缘高度、轮缘厚度、车轮直径等主要参数。通过对测量结果数据分析,该系统可以完成运行中地铁车辆轮对参数的自动测量。     

基于激光位移传感器非圆活塞在线测量方法的研究

提出了一种基于激光位移传感器的非圆活塞外轮廓在线测量方法。利用基准圆柱建立了在线检测的测量坐标系,采用最小二乘法对测量数据进行处理得到活塞截面的实测值,确定测量起始位置把实测值与相应的设计值对比可知活塞截面加工是否合格。拟合了多个截面圆心所在的空间直线为椭圆柱轴线,得到活塞中心线的直线度。最后在车床上对活塞在线检测方法进行实验验证,证明该方法可以有效的评定活塞外轮廓的加工质量,对活塞的在线加工修正有指导性价值。     

声发射(AE)信号在砂轮钝化程度检测中的应用

本文利用声发射（AE）信号的归原处理法，在线监测小批量、多品种磨削过程砂轮钝化程度，利用该方法可以克服仅靠监测AE信号幅值变化不能监测工件材料、加工要求和磨削参数经常变化环境下砂轮钝化程度的缺陷；实验结果表明，声发射（AE）信号的归原处理法能够有效监测砂轮的钝化。     

基于切深模型的汽车曲轴轴颈巴厘线磨削精度控制

汽车曲轴作为发动机关键零件,其主轴颈、连杆颈巴厘线的磨削精度对发动机性能有较大影响。切入磨削过程中,成形砂轮轮廓将直接反映在曲轴轴颈上,因此研究了基于砂轮修整切深模型的成形砂轮廓形修整误差在线测量及补偿方法,通过控制砂轮廓形修整精度来保证曲轴轴颈巴厘线的磨削精度。采用声发射传感器搭建了砂轮修整过程监测系统,建立了砂轮圆弧修整过程中任意位置的声发射信号均方根值与修整切深的数学模型。通过构建切深模型参数与修整进给速度和修整圆弧中凸量的函数关系,得到了砂轮圆弧修整变参数切深模型,提高了切深模型的准确性。在此模型的基础上,提出了砂轮廓形修整误差补偿策略及实现流程。试验证明:采用变参数切深模型可以准确获得砂轮实际修整廓形,定量评定砂轮廓形修整误差,并且修整误差补偿策略能够有效地保证巴厘线廓形磨削精度。     

磨加工主动测量仪在线圆度评定理论研究

通过对磨削进程中工件表面轮廓横截面形成的分析,得出在理想条件下:工件表面轮廓横截面为阿基米德螺线;结合最小二乘法原理,提出了一种尺寸补偿法的在线圆度评定技术:通过对主动测量仪测头测得值进行尺寸补偿,减弱和消除砂轮进给的影响,进而实现在线圆度误差评定。实验证明:在线圆度评定误差值与磨削完成时工件圆度误差值两者相差不超过10%,验证了该在线圆度评定理论的可行性;机后圆度评定误差值与在线圆度评定误差值两者差值,与工件旋转一周时砂轮进给量的相差不超过18%,验证了尺寸补偿法的在线圆度评定可有效减弱和消除砂轮进给对圆度评定的影响。该研究对于实现磨加工主动量仪在线圆度评定具有重要意义。     

基于切削加工性能的螺杆转子成形砂轮安装参数二次优化设计方法EI北大核心

传统的螺杆转子成形砂轮设计研究主要集中在成形砂轮廓形精度提升方面,成形砂轮的切削加工性能与成形砂轮安装参数之间的耦合关系没有得到足够的关注,导致设计出来的螺杆转子成形砂轮切削加工性能不高,从而致使螺杆转子的成形磨削表面质量差、加工效率低。本文提出了一种新的基于切削加工性能的螺杆转子成形砂轮安装参数二次优化设计方法。首先,基于空间啮合原理设计螺杆转子成形砂轮安装参数优化设计程序,获得不干涉条件下的螺杆转子成形砂轮安装参数范围;其次,对不同安装参数下成形砂轮与螺杆型面的接触特性,以及不同安装参数条件下成形砂轮的轮廓特性、切削加工特性进行系统的分析和研究,获得了螺杆转子成形砂轮安装参数选择策略。以某型号三螺杆泵阳转子为例对该方法进行验证,结果表明,在保证加工质量的前提下,该方法可以显著降低螺杆转子精密磨削成本,具有较好的理论创新性与工程应用价值。     

高精度不可见内回转曲面在线自适应测量

本文介绍一种测量精度为± 2微米的高精度计算机辅助二维在线测量系统的测量原理和方法。分析了系统精度 ,用双频激光干涉仪测量系统组成部分的误差 ,并通过软件方法进行补偿。用最小二乘原理对燕尾榫槽轮廓度加工误差进行误差分离和测量信息反馈 ,Minimax方法对轮廓度加工误差进行最优计算。     

基于声发射信号的砂轮钝化在线检测方法

提出了一种基于声发射信号的砂轮钝化在线检测方法,该方法利用BP神经网络建立磨削声发射(AE)信号幅值变化特征量与砂轮钝化状况之间的非线性关系模型,并利用实验数据对该模型进行训练测试,训练获得的模型可用于在线检测小批量、多品种磨削条件下砂轮的钝化状况.实验结果表明,该方法能够准确地在线检测砂轮的钝化程度,具有很高的实用价值.     

磨削加工参数智能化在线调整方法研究

提出运用神经网络的非线性建模原理和自学习能力，建立影响磨削参数选择的各种因素与磨削参数之间的函数映射关系。据此可以实现初始磨削用量智能化选择目的。将磨削过程智能监测模块检测到的砂轮状态特征信号反馈到神经网络的输入端，根据砂轮钝化程度实现磨削参数的在线智能调整，以减少砂轮钝化对磨削质量的影响，确保加工质量的稳定性。     

数控花键轴磨床砂轮修整系统原理分析与总体设计

介绍了数控花键轴磨床砂轮修整系统的总体设计方案和系统的实施步骤,详细介绍了系统的硬件装置即一种新型成型磨削砂轮修整器及其结构的设计和工作原理,以及对砂轮在线修整系统核心技术的齿形误差在线测量进行了分析。阐述了一种评定渐开线齿形误差的计算方法,分析了计算方法中关键参数的确定,实现了齿形误差的在线测量,解决了渐开线齿形的磨削难题。     

基于MATLAB砂轮形位公差检测系统的设计

砂轮作为一种重要的磨削加工工具,在高精密加工中应用广泛,随着对切削方法和切削过程的研究,人们发现砂轮的形位公差对磨削加工尤其是高精度磨削加工的精度有着至关重要的作用。为满足对砂轮的测量需要基于MATLAB设计了砂轮形位公差检测系统,系统的硬件部分主要包括机械结构、图像采集卡和工业相机及用于获取位置信号的传感器。在MATLAB环境下编写了图像的采集、灰度处理、二值化及边缘检测的图像处理程序,并通过现场标定,可以获得砂轮的直径,厚度、圆度、圆柱度、圆跳动等形位公差信息。结果表明,系统可以实现对砂轮外观图像的采集、分析与处理,能够满足对砂轮形位公差检测的要求。