CN108214305A - 砂轮磨损量测量设备及砂轮磨损量测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种砂轮磨损量测量设备及砂轮磨损量测量方法，砂轮磨损量测量设备的能够固定定位石墨片的定位装置安装于工作台上，磨削加工设备能对石墨片进行切槽加工，位移传感器的触头能够感知切槽底面任意位置的高度，移动驱动装置能驱动位移传感器和定位装置在水平面上相对移动，控制系统根据位移传感器信息控制信息输出模块输出测量信息，其测量方法为：先用磨损的砂轮在石墨片上磨一个槽口，然后将石墨片固定后由移传感器检测其底面高度，同时移动石墨片或位移传感器，使位移传感器的触头经历石墨片槽口底面所有位置，最终由控制系统计算后将测量信息通过信息输出模块向外输出，本发明避免了人工测量，降低了测量成本，提高了测量精度。

Description

砂轮磨损量测量设备及砂轮磨损量测量方法
技术领域
本发明涉及磨削加工的技术领域，特别是指一种砂轮磨损量测量设备及砂轮磨损量测量方法。
背景技术
砂轮在磨削加工一段时间后，就会出现径向磨损，砂轮径向磨损后会导致加工工件加工误差，因此在加工前需要对砂轮径向磨损量进行测量，然后通过控制系统进行补偿，最终对磨削量进行修正，获得精确的磨削加工，目前砂轮径向磨损量的测量方法是先通过磨损的砂轮在石墨片上进行槽口磨削，然后将石墨片放到超景深显微镜下观察，通过划平行线的方法标定砂轮径向磨损量，其存在以下缺点：
(1)显微镜的视野较小(大约2mm)，而砂轮的磨损不是完全的阶梯突变型，其存在一个倾斜的过度段，导致对径向磨损的评定不准确；
(2)划平行线由于人的主观因素存在一定的误差。
综上所述，目前对砂轮径向磨损量的测量处于工人状态，其测量效率低，人的主观性强，测量精度差，无法直接将测量数据导入到加工设备的控制系统内。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种砂轮磨损量测量设备和砂轮磨损量测量方法，该砂轮磨损量测量设备结构简单，能实现砂轮径向磨损量额高精度测量，测量效率高，测量结果能够直接导入到加工设备的控制系统内。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案：一种砂轮磨损量测量设备，包括工作台、磨削加工设备、石墨片、定位装置、移动驱动装置、位移传感器、控制系统和信息输出模块，所述定位装置安装于工作台上，定位装置能够对石墨片固定定位，磨削加工设备能够对石墨片进行切槽加工，位移传感器的触头能够接触石墨片上经过切槽加工的槽口底面并感知其表面任意位置的高度，移动驱动装置能够驱动位移传感器和定位装置在水平面上相对移动，位移传感器传信于控制系统，控制系统控制信息输出模块输出测量信息以及移动驱动装置工作。
作为本发明的进一步改进，所述工作台包括底座、可移动平台和水平驱动装置，所述可移动平台能够在水平面上沿直线往复运动定位于底座上，水平驱动装置驱动可移动平台水平往复滑动，定位装置固定安装于可移动平台上。
作为本发明的进一步改进，还设有传感器支架，所述传感器支架固定安装于底座上，位移传感器能够沿纵向升降的定位于传感器支架上。
作为本发明的进一步改进，所述传感器支架包括固定架、第一滑套、第二滑套、第一止动件、第二止动件和水平臂，所述固定架安装于测量平台的底座上，第一滑套能够沿纵向滑动的套设于固定架上，水平臂固定安装于第一滑套上，第二滑套能够沿水平方向滑动的套设于水平臂上，第二滑套上设有供位移传感器安装的安装装置，所述第一止动件能够将第一滑套与固定架固定定位，第二止动件能够将第二滑套与水平臂固定定位。
作为本发明的进一步改进，所述第一止动件和第二止动件分别为螺栓，第一滑套和第二滑套侧壁上设有与内部连通的螺纹孔，螺栓螺接于该螺纹孔内，螺栓端部能够紧抵固定架和水平臂表面。
作为本发明的进一步改进，所述第二滑套上的安装装置为内孔能够弹性收缩的套件。
作为本发明的进一步改进，所述位移传感器为LVDT探针，控制系统包括直流电源、NI数据采集模块和中央处理器，所述直流电源给NI数据采集模块供电，LVDT探针与NI数据采集模块电连接，NI数据采集模块与中央处理器电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述信息输出模块为显示屏。
一种砂轮磨损量测量方法，具体步骤如下：
步骤一：使用磨损的砂轮在石墨片上磨一个槽口；
步骤二：将加工有槽口的石墨片通过定位装置固定安装到工作台上，并保持槽口朝上；
步骤三：将位移传感器与石墨片槽口底面保持接触；
步骤四：使位移传感器与石墨片沿磨削砂轮径向方向相对移动，并使位移传感器的触头经历石墨片槽口底面所有位置；
步骤五：位移传感器将检测信息传输给控制系统，控制系统经过分析计算将砂轮径向磨损量信息通过信息输出模块向外输出。
作为本发明的进一步改进，控制系统通过与位移传感器电性连接的NI数据采集模块采集电压数据信号，控制系统的中央处理器将电压数据还原为石墨槽阶梯高度差，换算成砂轮径向磨损量。
本发明的有益效果是：本发明通过位移传感器对石墨片上的槽口底面进行位移测量，通过控制系统将测量结果进行分析计算输出砂轮径向磨损量，避免了人工在超景深显微镜下观察，测量效率大大提高，测量精确，避免了人工的主观性，降低了测量成本，测量数据还可以直接导入到加工设备的控制系统内实现磨削加工自动补偿，确保工件加工精度。
附图说明
图1为砂轮磨损量测量设备的结构原理示意图。
具体实施方式
实施例：一种砂轮磨损量测量设备，包括工作台、磨削加工设备、石墨片2、定位装置3、移动驱动装置、位移传感器、控制系统和信息输出模块，所述定位装置3安装于工作台上，定位装置3能够对石墨片2固定定位，磨削加工设备能够对石墨片2进行切槽加工，位移传感器的触头能够接触石墨片2上经过切槽加工的槽口4底面并感知其表面任意位置的高度，移动驱动装置能够驱动位移传感器和定位装置3在水平面上相对移动，位移传感器传信于控制系统，控制系统控制信息输出模块输出测量信息以及移动驱动装置工作，通过将磨损的砂轮安装在磨削加工设备上对石墨片2进行槽口4磨削加工，将砂轮的磨损情况复刻到石墨片2上，然后将加工完成的石墨片2通过定位装置3固定在工作台上，通过位移传感器接触石墨片2上槽口4底面对其位置高度进行检测，通过使位移传感器接触整个槽口4底面实现全面位置高度测量，最终控制系统经过分析计算获得砂轮径向磨损量，并由信息输出模块向外输出，本发明能够获得精确的砂轮径向磨损信息，确保其加工工件时加工精度。
所述工作台包括底座1、可移动平台5和水平驱动装置，所述可移动平台5能够在水平面上沿直线往复运动定位于底座1上，水平驱动装置驱动可移动平台5水平往复滑动，定位装置3固定安装于可移动平台5上，通过水平驱动装置驱动可移动平台5水平滑动，实现位移传感器与石墨片2槽口4整个底面的接触，其中水平驱动装置可以为电机和丝杆螺母机构来实现，也可以是气缸，或者电机和曲柄滑块机构等等，底座1上还可以设置直线导轨确保可移动平台5直线滑动，除了通过可移动平台5实现石墨片2的水平滑动外，也可以是通过位移传感器水平方向移动的方式来实现，如其安装在水平能够滑动的支架上等等。
还设有传感器支架，所述传感器支架固定安装于底座1上，位移传感器能够沿纵向升降的定位于传感器支架上，通过传感器支架的纵向升降实现对石墨片2上槽口4底面的接触、避让以及适应不同规格的槽口4。
所述传感器支架包括固定架6、第一滑套、第二滑套、第一止动件、第二止动件和水平臂7，所述固定架6安装于测量平台的底座1上，第一滑套能够沿纵向滑动的套设于固定架6上，水平臂7固定安装于第一滑套上，第二滑套能够沿水平方向滑动的套设于水平臂7上，第二滑套上设有供位移传感器安装的安装装置，所述第一止动件能够将第一滑套与固定架6固定定位，第二止动件能够将第二滑套与水平臂7固定定位，通过第一滑套纵向滑动实现位移传感器纵向升降，通过第二滑套滑动实现位移传感器水平方向位置的调整。
所述第一止动件和第二止动件分别为螺栓，第一滑套和第二滑套侧壁上设有与内部连通的螺纹孔，螺栓螺接于该螺纹孔内，螺栓端部能够紧抵固定架6和水平臂7表面，通过旋松螺栓实现第一、二滑套的滑动，通过旋紧螺栓实现第一滑套和第二滑套位置的固定，此外，也可以是夹紧机构定位或卡扣机构定位。
所述第二滑套上的安装装置为内孔能够弹性收缩的套件，通过径向能够弹性伸缩的套件实现位移传感器的安装和拆卸，还可以调整其安装位置，套件可以为弹性材料制成，也可以为带有沿母线方向延伸的开口缝的套件等等。
所述位移传感器为LVDT探针8，控制系统包括直流电源9、NI数据采集模块10和中央处理器，所述直流电源9给NI数据采集模块10供电，LVDT探针8与NI数据采集模块10电连接，NI数据采集模块10与中央处理器电性连接，LVDT探针8能像千分表一样上下移动，探针的位移信号自动转变为电压信号进行输出，最终由中央处理器根据电压信号计算。
所述信息输出模块为显示屏，信息输出模块和中央处理器可以集成在一起为电脑11。
一种砂轮磨损量测量方法，具体步骤如下：
步骤一：使用磨损的砂轮在石墨片2上磨一个槽口4，进而将砂轮的磨损情况复刻到石墨片2上；
步骤二：将加工有槽口4的石墨片2通过定位装置3固定安装到工作台上，并保持槽口4朝上；
步骤三：将位移传感器与石墨片2槽口4底面保持接触；
步骤四：使位移传感器与石墨片2沿磨削砂轮径向方向相对移动，并使位移传感器的触头经历石墨片2槽口4底面所有位置；
步骤五：位移传感器将检测信息传输给控制系统，控制系统经过分析计算将砂轮径向磨损量信息通过信息输出模块向外输出。
控制系统通过与位移传感器电性连接的NI数据采集模块10采集电压数据信号，控制系统的中央处理器将电压数据还原为石墨槽阶梯高度差，换算成砂轮径向磨损量。

Claims (10)

1.一种砂轮磨损量测量设备，其特征在于：包括工作台、磨削加工设备、石墨片(2)、定位装置(3)、移动驱动装置、位移传感器、控制系统和信息输出模块，所述定位装置安装于工作台上，定位装置能够对石墨片固定定位，磨削加工设备能够对石墨片进行切槽加工，位移传感器的触头能够接触石墨片上经过切槽加工的槽口(4)底面并感知其表面任意位置的高度，移动驱动装置能够驱动位移传感器和定位装置在水平面上相对移动，位移传感器传信于控制系统，控制系统控制信息输出模块输出测量信息以及移动驱动装置工作。
2.根据权利要求1所述的砂轮磨损量测量设备，其特征在于：所述工作台包括底座(1)、可移动平台(5)和水平驱动装置，所述可移动平台能够在水平面上沿直线往复运动定位于底座上，水平驱动装置驱动可移动平台水平往复滑动，定位装置固定安装于可移动平台上。
3.根据权利要求2所述的砂轮磨损量测量设备，其特征在于：还设有传感器支架，所述传感器支架固定安装于底座上，位移传感器能够沿纵向升降的定位于传感器支架上。
4.根据权利要求3所述的砂轮磨损量测量设备，其特征在于：所述传感器支架包括固定架(6)、第一滑套、第二滑套、第一止动件、第二止动件和水平臂(7)，所述固定架安装于测量平台的底座上，第一滑套能够沿纵向滑动的套设于固定架上，水平臂固定安装于第一滑套上，第二滑套能够沿水平方向滑动的套设于水平臂上，第二滑套上设有供位移传感器安装的安装装置，所述第一止动件能够将第一滑套与固定架固定定位，第二止动件能够将第二滑套与水平臂固定定位。
5.根据权利要求4所述的砂轮磨损量测量设备，其特征在于：所述第一止动件和第二止动件分别为螺栓，第一滑套和第二滑套侧壁上设有与内部连通的螺纹孔，螺栓螺接于该螺纹孔内，螺栓端部能够紧抵固定架和水平臂表面。
6.根据权利要求4所述的砂轮磨损量测量设备，其特征在于：所述第二滑套上的安装装置为内孔能够弹性收缩的套件。
7.根据权利要求1所述的砂轮磨损量测量设备，其特征在于：所述位移传感器为LVDT探针(8)，控制系统包括直流电源(9)、NI数据采集模块(10)和中央处理器，所述直流电源给NI数据采集模块供电，LVDT探针与NI数据采集模块电连接，NI数据采集模块与中央处理器电性连接。
8.根据权利要求1或7所述的砂轮磨损量测量设备，其特征在于：所述信息输出模块为显示屏。
9.一种砂轮磨损量测量方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：使用磨损的砂轮在石墨片上磨一个槽口；
步骤二：将加工有槽口的石墨片通过定位装置固定安装到工作台上，并保持槽口朝上；
步骤三：将位移传感器与石墨片槽口底面保持接触；
步骤四：使位移传感器与石墨片沿磨削砂轮径向方向相对移动，并使位移传感器的触头经历石墨片槽口底面所有位置；
步骤五：位移传感器将检测信息传输给控制系统，控制系统经过分析计算将砂轮径向磨损量信息通过信息输出模块向外输出。
10.根据权利要求9所述的砂轮磨损量测量方法，其特征在于：控制系统通过与位移传感器电性连接的NI数据采集模块采集电压数据信号，控制系统的中央处理器将电压数据还原为石墨槽阶梯高度差，换算成砂轮径向磨损量。
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