CN113118880A - 一种用于磨床的高精度加工方法 - Google Patents

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CN113118880A CN202110442746.8A CN202110442746A CN113118880A CN 113118880 A CN113118880 A CN 113118880A CN 202110442746 A CN202110442746 A CN 202110442746A CN 113118880 A CN113118880 A CN 113118880A
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machining method
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徐弈辰
卞永健
李浩宇
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Suzhou Chien Shiung Institute of Technology
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Suzhou Chien Shiung Institute of Technology
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B49/10—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving electrical means

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Abstract

本发明公开了一种用于磨床的高精度加工方法，首先在磨床上安装检测装置，并建立间隙电阻的数学模型；而后根据检测装置采集的数据及间隙电阻数学模型计算获得的间隙电阻的阻值在显示器上进行显示，阻值波动越小，加工表面精度越高。本发明提出了对磨床加工精度检测提出的一种新方法，降低了对磨床操作人员经验的要求，便于磨床加工；同时提高了磨床智能化水平，工件加工精度有了巨大的提升；并且能够轻松对设备进行加装检测设备，降低了设备升级成本。

Description

一种用于磨床的高精度加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工领域，特别涉及一种用于磨床的高精度加工方法。
背景技术
传统的机械加工领域，对于磨床加工精度方法有所缺失，而随着工业4.0概念背景下的传统制造业的升级换代，对加工精度的要求也日益提升。
目前传统磨床加工领域，对于磨床加工精度的掌握仍然停留在依靠操作人员的经验上，缺乏完善的加工精度检测体系。因此，亟需一个行之有效的磨床加工精度的辅助测量方法
发明内容
针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种用于磨床的高精度加工方法，包括以下步骤：
步骤1，在磨床上安装检测装置，并建立间隙电阻的数学模型；
步骤2，根据所述检测装置采集的数据及间隙电阻数学模型计算获得的间隙电阻的阻值在显示器上进行显示，阻值波动越小，加工表面精度越高。
2.根据权利要求1所述的一种用于磨床的高精度加工方法，其特征在于，在步骤1中，间隙电阻的数学模型为
Figure BDA0003035771650000011
其中，R0为总电阻，R1为砂轮电阻，R2为间隙电阻，R3为工件和夹台的等效电阻；
推导得：
Figure BDA0003035771650000012
在动态标定的情况下，R1、R3为定值，得R0、R2成正相关性。
进一步地，步骤2中，所述间隙电阻的阻值通过灰度色阶显示。
进一步地，所述检测装置采集所述磨床的电流值。
进一步地，
所述检测装置包括稳压电源、霍尔电流传感器和霍尔电流采样电路，所述稳压电源在以提供稳定的检测电压，利用所述霍尔电流采样电路通过所述霍尔电流传感器采集电流。
进一步地，所述检测装置水平面方向上施加于所述磨床上的检测电压垂直于所述磨床的往返加工动作方向。
本发明取得的有益效果：
本发明提出了对磨床加工精度检测提出的一种新方法，降低了对磨床操作人员经验的要求，便于磨床加工；同时提高了磨床智能化水平，工件加工精度有了巨大的提升；并且能够轻松对设备进行加装检测设备，降低了设备升级成本。
附图说明
图1为本发明的一种用于磨床的高精度加工方法的流程示意图；
图2为一种磨床加工形式；
图3为反应阻值大小的色带。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于磨床的高精度加工方法，如图1-3所示，包括以下步骤：
步骤1，在磨床上安装检测装置，并建立间隙电阻的数学模型；其中，检测装置水平面方向上施加的检测电压垂直于磨床的往返加工动作方向，避免物理空间的干涉。
步骤2，根据检测装置采集的数据及间隙电阻数学模型计算获得的间隙电阻的阻值在显示器上进行显示，阻值波动越小，加工表面精度越高。
在本实施例中，是通过监测工件与研磨接触面之间等效电阻的变化，以得到切削量的动态变化，从而确定工件加工面的加工精度。
具体分析如下：
在实际使用时，磨床整体的电阻由砂轮的电阻、工件和夹台等效电阻以及间隙电阻并联；根据欧姆定律可得：
Figure BDA0003035771650000031
其中，R0为总电阻，R1为砂轮电阻，R2为间隙电阻，R3为工件和夹台的等效电阻；经转化整理得：
Figure BDA0003035771650000032
在动态标定的情况下，R1、R3为定值，得R0、R2成正相关性。
又根据公式
Figure BDA0003035771650000033
ρ为材料的电阻率，L为长度(图2中L为砂轮宽度)，S为横截面积；随着横截面积S(图2中a*b的面积)的变大，阻值R越小；而在磨床加工时，工件的电阻率和长度为不变量，将工件表面无限放大，能够想到，如果工件表面精度越高，其与砂轮之间的截面积越大；反之，工件表面精度低时，其表面高低不平，相对应的与砂轮之间的截面积也越小。即工件的粗糙程度影响电阻值。
在本实施例中，检测装置通过采集磨床电流数据，根据欧姆定律：
Figure BDA0003035771650000034
Figure BDA0003035771650000035
计算得到电阻值。在电压恒定的情况下，电流值越大，电阻值越小。
在步骤2中，间隙电阻的阻值通过灰度色阶显示，即灰度的深浅反应出阻值大小；在本实施例中设定阻值越大，灰度色阶越高；由于磨床在使用时，不断改变打磨位置，在显示屏上显示延续的色阶变换；即显示如图3所示的深浅不同的色带，通过观察整体深浅程度，进而判断工件表面加工精度，当深浅均匀时，说明工件表面精度高；反之，当深浅不均时，色度显示说明工件表面精度低。在实际测量时，测量数据会有波动，因此，深浅均匀指的是色带上色阶差距较小，视觉观察较和顺；反之，深浅不均指的是色阶差距较大，能够明显感觉到颜色深浅。
在本实施例中，检测装置包括稳压电源、霍尔电流传感器和霍尔电流采样电路，稳压电源施加于磨床两端以提供稳定的检测电压，利用霍尔电流采样电路通过霍尔电流传感器采集电流。
以上仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (6)

1.一种用于磨床的高精度加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在磨床上安装检测装置，并建立间隙电阻的数学模型；
步骤2，根据所述检测装置采集的数据及间隙电阻数学模型计算获得的间隙电阻的阻值在显示器上进行显示，阻值波动越小，加工表面精度越高。
2.根据权利要求1所述的一种用于磨床的高精度加工方法，其特征在于，在步骤1中，间隙电阻的数学模型为
Figure FDA0003035771640000011
其中，R0为总电阻，R1为砂轮电阻，R2为间隙电阻，R3为工件和夹台的等效电阻；
推导得：
Figure FDA0003035771640000012
在动态标定的情况下，R1、R3为定值，得R0、R2成正相关性。
3.根据权利要求1所述的一种用于磨床的高精度加工方法，其特征在于，步骤2中，所述间隙电阻的阻值通过灰度色阶显示。
4.根据权利要求1所述的一种用于磨床的高精度加工方法，其特征在于，所述检测装置采集所述磨床的电流值。
5.根据权利要求4所述的一种用于磨床的高精度加工方法，其特征在于，所述检测装置包括稳压电源、霍尔电流传感器和霍尔电流采样电路，所述稳压电源施加在所述磨床两端以提供稳定的检测电压，利用所述霍尔电流采样电路通过所述霍尔电流传感器采集电流。
6.根据权利要求5所述的一种用于磨床的高精度加工方法，其特征在于，所述检测装置水平面方向上施加于所述磨床上的检测电压垂直于所述磨床的往返加工动作方向。
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