基于虛擬儀器的磨削加工 聲發(fā)射監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究
裝甲兵工程學(xué)院材料系加工教研室?? 北京市100072〔編輯王其〕
??? 摘? 要?? 介紹基于虛擬儀器軟件平臺(tái)，聲發(fā)射(AE)監(jiān)剛系統(tǒng)對(duì)起源于磨削加工過(guò)程中，砂輪對(duì)工件的磨削和修整砂輪接觸時(shí)超高頻率信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。建立磨削加工過(guò)程中的聲發(fā)射(AE)信號(hào)與機(jī)床及砂輪磨鈍之間的非線(xiàn)性關(guān)系，根據(jù)磨削加工過(guò)程中的AE信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)控制關(guān)鍵的磨削參數(shù)、消除空程、自動(dòng)反饋碰撞狀況及砂輪修整監(jiān)測(cè)。
??? 一、引言
??? 隨著自動(dòng)化制造技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制造系統(tǒng)已逐步被先進(jìn)的柔性制造(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造(CLMS)和智能制造(IMS)所代替。為了提高效率，保證加工質(zhì)量，防止生產(chǎn)加工中出現(xiàn)重大事故，上述先進(jìn)制造系統(tǒng)要求必須配備相應(yīng)的實(shí)時(shí)性和可靠性都很高的監(jiān)控系統(tǒng)[1]目前，聲發(fā)射(Acoustic Emissions)技術(shù)已成功地用于無(wú)損檢測(cè)。由于聲發(fā)射不受機(jī)床振動(dòng)影響，并包含直接來(lái)自磨削點(diǎn)有關(guān)磨削現(xiàn)象的豐富信息，因此近幾年來(lái)聲發(fā)射信號(hào)作為磨削加工中一個(gè)特征日益受到了人們的重視。
??? 在磨削加工中，砂輪的磨損狀態(tài)是砂輪磨削性能好壞的重要指標(biāo)之一，它影響著磨削加工效率和加工質(zhì)量。然而，影響磨削過(guò)程的因素較多，如磨削過(guò)程中砂輪的磨損、對(duì)刀精度等[5]，僅靠操作者來(lái)獲得較好的磨削效果難度較大，迫切需要找到一種對(duì)磨削加工進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的方法。1984年以來(lái)，聲發(fā)射技術(shù)被引入磨削研究領(lǐng)域，利用它來(lái)消除空程、監(jiān)測(cè)磨削質(zhì)量（主要包括磨削裂紋和磨削燒傷）、磨削過(guò)程（包括砂輪磨損、砂輪與工件接觸等）以及砂輪參數(shù)的測(cè)定（砂輪修整質(zhì)量參數(shù)和砂輪硬度等），并取得了令人滿(mǎn)意的效果[35]。
??? 目前，磨削加工正朝自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。但是，眾多的影響因素為數(shù)學(xué)模型的建立造成了極大的困難，致使依賴(lài)于數(shù)學(xué)模型的自動(dòng)化控制方法無(wú)能為力。為此本文提出了利用虛擬儀器技術(shù)對(duì)磨削加工中的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行控制的方法。即在每種加工條件下，以各階段聲發(fā)射信號(hào)幅值增量之和△T來(lái)建立砂輪鈍化程度和砂輪破裂和破損之間的非線(xiàn)性關(guān)系。聲發(fā)射信號(hào)能夠提供磨削加工各方面信息，利用它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過(guò)程的狀態(tài)進(jìn)行多方面監(jiān)測(cè)，并能為磨削加工智能化控制提供多種特征信息，使系統(tǒng)具有較好的特征辨識(shí)能力，提高控制質(zhì)量。