CN103786093B - 一种磨削状态实时监控的图形化检测显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磨削状态实时监控的图形化检测显示方法，其包括声纳测量系统、PLC控制器和数控系统，特征在于所述声纳测量系统包括声纳传感器、接收器、发射器和信号处理单元，声纳传感器安装在砂轮主轴内，发射器和接收器对称安装在附件支架上，声纳传感器采集磨削过程中发生的声波信号并将该声波信号无线传输给接收器，发射器将接收器传输的声波信号上传至信号处理单元，信号处理单元根据声波状态的不同而处理成四路开关量接口信号，四路开关量接口信号通过信号传输电缆与PLC控制器相连接，数控系统读取PLC控制器上传的四路开关量信号并以矩形形式代表整个磨削长度，保证了磨削的精度可靠性，大大提高了磨削完成检查的效率。
Description
技术领域
本发明涉及数控磨床技术领域，具体地说是一种磨削状态实时监控的图形化检测显示方法。
背景技术
数控机床领域的发展日新月异，机床的精度已经发展到纳米级，这类机床主要用于航空、航天、核能、军工、电子、医疗器械等行业的精密零件的高效加工。数控磨床在这类机床中占有极其重要的角色，如何提高磨削的检察效率，开发一项可见即可得的磨削状态监控技术显得十分必要。
经检索，CN102275131公开了一种检测磨床加工状态的监控方法及监控系统，其采用声纳传感器接收数控磨床对于工件加工时所发出的声纳信号，并将其声纳信号转换成电信号，采用声发检测系统将检测到的声纳传感器输出的电信号分别转换成RS232通讯协议信号和RPOFIBUS通讯协议信号，将RS232通讯协议信号传到磨床上的数控系统中，数控系统将接收到的RS232协议信号以动态波形的方式显示在屏幕上，其实质性不足是：这种方法使之在数控系统的屏幕上显示的声纳波形，必须由专业的工艺工程师才能看懂，由工艺工程师根据声纳波形的平滑程度来分析工艺的合理性，来对工件的工艺过程和错误信息进行分析，指导生产和修改加工工艺，而不能让操作者直观地看出工件加工的合格与否，导致工作效率低。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构新颖、方法简单、工作效率高、可通过颜色条很直观的了解磨削状态，并直观判断工件是否合格的磨削状态实时监控的图形化检测显示方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种磨削状态实时监控的图形化检测显示方法，包括声纳测量系统、PLC控制器和数控系统，其特征在于所述声纳测量系统包括声纳传感器、接收器、发射器和信号处理单元，所述声纳传感器安装在砂轮主轴内，所述发射器和接收器对称安装在主轴砂轮两侧的附件支架上，且与主轴的间隔距离为0.5~1mm,以使发射器和接收器检测到的超声波是在砂轮往复远动的频率为250~350KHZ范围内，产生一个足够的噪声频谱空间来区别噪声是来自砂轮和工件的旋转接触还是来自其他外部因素，所述声纳传感器采集磨削过程中发生的声波信号并将该声波信号无线传输给接收器，发射器将接收器传输的声波信号上传至信号处理单元，信号处理单元根据声波状态的不同而处理成四路噪声频率界限，四路噪声频率界限分别对应获取的不同的噪声频率范围，以利于根据工艺需要设定这四路的噪声频率界限参数，设定多大的参数值我们可以根据工艺不同而做不同的处理，以此用来反映磨削过程中的磨削状态，例如磨削抗力、工件应力及磨削结果等，所述四路噪声频率界限对应四路开关量接口信号，所述四路开关量接口信号通过信号传输电缆与PLC控制器相连接，当四路开关量接口信号由高电平转为低电平时，即下降沿，PLC控制器即获取信号，所述数控系统读取PLC控制器上传的四路开关量信号并对其进行运算、存储和显示，并在数控系统的程序界面上以矩形的形式代表整个磨削长度，同时，用四种不同的填充颜色代表不同的磨削状况，当工件磨削完成后，使操作者根据矩形颜色条直观看出该工件在整个加工范围的抗力情况，为判断该工件是否合格提供很直观的依据。
本发明由于采用声纳装置保证了磨削的精度可靠性，采用颜色条让操作者很直观的了解磨削状态，磨削完成后可直观判断工件是否合格，大大提高磨削操作加工的效率，具有结构新颖、方法简单、工作效率高等优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的程序界面监控状态示意图。
附图标记：砂轮1、声纳传感器2、接收器3、发射器4、PLC控制器5、数控系统6、绿色色条7、黄色色条8、红色色条9、白色色条10、颜色百分比11、信号处理单元12、四路开关量接口信号13、14、15、16。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如附图所示，一种磨削状态实时监控的图形化检测显示方法，包括声纳测量系统、PLC控制器5和数控系统6，其特征在于所述声纳测量系统包括声纳传感器2、接收器3、发射器4和信号处理单元12，所述声纳传感器2优选安装在砂轮1主轴内，所述发射器4和接收器3对称安装在砂轮1主轴两侧的附件支架上，且与主轴的间隔距离为0.5~1mm,以使发射器4和接收器3检测到的超声波是在砂轮1往复远动的频率为250~350KHZ范围内，产生一个足够的噪声频谱空间来区别噪声是来自砂轮1和工件的旋转接触还是来自其他外部因素，所述声纳传感器2采集磨削过程中发生的声波信号并将该声波信号无线传输给接收器3，发射器4将接收器3传输的声波信号上传至信号处理单元12，信号处理单元12根据声波状态的不同而处理成四路噪声频率界限，四路噪声频率界限分别对应获取的不同的噪声频率范围，以利于根据工艺需要设定这四路的噪声频率界限参数，设定多大的参数值我们可以根据工艺不同而做不同的处理，以此用来反映磨削过程中的磨削状态，例如磨削抗力、工件应力及磨削结果等，所述四路噪声频率界限对应四路开关量接口信号，所述四路开关量接口信号13、14、15、16通过信号传输电缆与PLC控制器5相连接，当四路开关量接口信号13、14、15、16由高电平转为低电平时，即下降沿，PLC控制器5即获取信号，所述数控系统6读取PLC控制器5上传的四路开关量信号13、14、15、16并对其进行运算、存储和显示，并在数控系统6的程序界面上以矩形的形式代表整个磨削长度，同时，用四种不同的填充颜色代表不同的磨削状况，当工件磨削完成后，使操作者根据矩形颜色条直观看出该工件在整个加工范围的抗力情况，为判断该工件是否合格提供很直观的依据。
本发明在加工工件时，可将声纳传感器2设在砂轮1主轴内或一侧，本发明优选设在砂轮1主轴内，砂轮1与工件接触时发出的声音信号通过接收器和发射器传递给信号处理单元AE6000 12，信号处理单元AE6000 12根据声波状态的不同而处理成四路噪声频率界限，四路噪声频率界限分别对应获取的不同的噪声频率范围，再根据工艺需要设定这四路的噪声频率界限参数，设定多大的参数值我们可以根据工艺不同而做不同的处理，以此用来反映磨削过程中的磨削状态，例如磨削抗力、工件应力及磨削结果等，当接口信号由高电平转为低电平时（下降沿），该四路波形通过数字转换成开关量信号传输给PLC控制器5，数控系统6读取PLC控制器5的四路开关量信号来判断磨削状态，并在数控系统6的应用程序界面上将四路开关量以矩形的形式代表整个磨削长度，同时，用四种不同的填充颜色代表不同的磨削状况，如附图2所示，绿色色条7表示磨削量合适，黄色色条8表示磨削量偏大，红色色条9代表磨削量过大，白色色条10表示磨削量过小，用颜色百分比11代表磨削质量，按设定的百分比来决定当前的磨削量是否合适，工件磨削完成后，使操作者根据矩形颜色条直观看出该工件在整个加工范围的抗力情况，为判断该工件是否合格提供很直观的依据。
本发明以威海华东数控股份有限公司生产的龙门导轨磨床为基础，采用DITTEL声纳测量系统，结合开放式数控系统华中8型以及高级语言编程工具VC实现了这一功能。
所述数控系统中的程序界面-人机界面采用高级编程语言VC工具MFC开发，直接调用华中8型提供的函数库以及API接口，通过网络接口实现上位机和PLC控制器的实时通讯，完成需要的系统功能。
本发明由于采用声纳装置保证了磨削的精度可靠性，采用颜色条让操作者很直观的了解工件的磨削状态，磨削完成后可直观判断工件是否合格，大大提高磨削操作加工的效率，具有结构新颖、方法简单、工作效率高等优点。
Claims (1)
1.一种磨削状态实时监控的图形化检测显示方法，包括声纳测量系统、PLC控制器和数控系统，其特征在于所述声纳测量系统包括声纳传感器、接收器、发射器和信号处理单元，所述声纳传感器安装在砂轮主轴内，所述发射器和接收器对称安装在主轴砂轮两侧的附件支架上，且与主轴的间隔距离为0.5~1mm,所述声纳传感器采集磨削过程中发生的声波信号并将该声波信号无线传输给接收器，发射器将接收器传输的声波信号上传至信号处理单元，信号处理单元根据声波状态的不同而处理成四路噪声频率界限，四路噪声频率界限分别对应获取的不同的噪声频率范围，所述四路噪声频率界限对应四路开关量接口信号，所述四路开关量接口信号通过信号传输电缆与PLC控制器相连接，所述数控系统读取PLC控制器上传的四路开关量信号并对其进行运算、存储和显示，并在数控系统的程序界面上以矩形的形式代表整个磨削长度，同时，用四种不同的填充颜色代表不同的磨削状况。
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