一区免费视频_亚洲精品成人av在线_久久99国产精品久久99果冻传媒_毛片网站多少

      1 引言

      磨加工主動(dòng)測(cè)量技術(shù)有效地解決了傳統(tǒng)磨削加工存在產(chǎn)品一致性較差、質(zhì)量不穩(wěn)定、加工效率低的問題[1-3]。磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x是一種在線測(cè)量零件并能控制磨削進(jìn)程的設(shè)備，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)、半自動(dòng)磨床。在磨削工作過程中主動(dòng)測(cè)量?jī)x始終進(jìn)行在線零件尺寸測(cè)量，并將其尺寸變化量隨時(shí)傳遞給控制器，再由控制設(shè)備發(fā)出信號(hào)控制磨床的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)工件的自動(dòng)磨削。磨加工在線測(cè)量控制過程，如圖1 所示[4]。

      磨削加工的對(duì)象大多為連續(xù)表面特征的回轉(zhuǎn)類型零件，但也常會(huì)遇到具有斷續(xù)表面特征的零件，比如：花鍵、齒輪、帶鍵（輪轂）槽的軸（孔）等，對(duì)這類零件進(jìn)行在線磨加工過程中，當(dāng)遇到凹槽部位時(shí)，測(cè)量裝置的測(cè)頭進(jìn)出凹槽時(shí)測(cè)得尺寸會(huì)發(fā)生突變，測(cè)量值的突變一方面會(huì)影響主動(dòng)測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度，另一方面會(huì)引起主動(dòng)測(cè)量?jī)x的誤判，導(dǎo)致磨削加工過程的中斷。

      現(xiàn)有磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x對(duì)于測(cè)量斷續(xù)表面零件的處理方法。

      多采用硬件電路處理方式，需要操作人員手工設(shè)置。由于實(shí)際加工零件表面特征的復(fù)雜性和多樣性，其功能實(shí)現(xiàn)受到了限制。因此，有必要研究斷續(xù)表面測(cè)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)軟件處理的方法，在保證測(cè)量的精度和效率的基礎(chǔ)上，提高測(cè)量的靈活性和可操作性。

      為實(shí)現(xiàn)具有斷續(xù)特征零件的在線連續(xù)測(cè)量，根據(jù)不同的零件斷續(xù)特征表面、加工條件、觸發(fā)控制方式等情況，提出了斷續(xù)修正法和同期特征補(bǔ)償法兩種方法。通過兩種方法的選擇和參數(shù)設(shè)定進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理，在斷續(xù)測(cè)量階段，舍棄無效的測(cè)量信息，自動(dòng)完成補(bǔ)償或修正，從而實(shí)現(xiàn)具有斷續(xù)表面特征零件磨削加工中的在線測(cè)量。可有效提高磨床對(duì)特殊幾何特征零件加工的柔性、適應(yīng)性，并能保證磨削加工中在線測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性。

      2 磨加工主動(dòng)測(cè)量技術(shù)

      主動(dòng)測(cè)量是加工過程中的一種自動(dòng)測(cè)量，也稱在線測(cè)量。主動(dòng)測(cè)量分為加工中主動(dòng)測(cè)量和加工后主動(dòng)測(cè)量?jī)煞N。前者是指在加工的同時(shí)測(cè)量工件的尺寸等，并立即按測(cè)量所得信息調(diào)整加工條件，以保證不斷加工出合格工件；加工后主動(dòng)測(cè)量是指緊接在加工工序完畢后，在（或不在）加工設(shè)備上全部或抽樣測(cè)量有關(guān)幾何參數(shù)，并立即按測(cè)量所得信息調(diào)整加工條件，以不斷加工出合格工件。 

      磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x主要包括測(cè)量裝置、控制器和驅(qū)動(dòng)裝置。主動(dòng)測(cè)量?jī)x對(duì)磨削過程進(jìn)行主動(dòng)實(shí)時(shí)測(cè)量，其采用的是比較式的測(cè)量監(jiān)控方法。在磨削加工過程中，測(cè)量裝置始終監(jiān)測(cè)著工件的尺寸變化，并實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)傳遞給量?jī)x[7-8]。控制器將根據(jù)操作人員設(shè)定的信號(hào)點(diǎn)值和工件實(shí)際尺寸值實(shí)時(shí)判斷加工狀況，當(dāng)實(shí)際尺寸值和給定的信號(hào)點(diǎn)值相符時(shí)，測(cè)量控制器就會(huì)發(fā)出信號(hào)給機(jī)床PLC 控制系統(tǒng)，機(jī)床隨即進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，如改變砂輪轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度等，從而改變加工狀態(tài)，形成完整的閉環(huán)控制，如圖2 所示。機(jī)床進(jìn)給速度在不同階段的優(yōu)化，使加工的表面質(zhì)量、緊密的尺寸控制及加工循環(huán)時(shí)間達(dá)到最佳效果。

      3 斷續(xù)表面在線測(cè)量方法

      針對(duì)磨削具有斷續(xù)表面特征的零件過程中，測(cè)量裝置測(cè)量值的突變會(huì)影響主動(dòng)測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度，引起控制儀的動(dòng)作誤判等問題，提出具有斷續(xù)表面的回轉(zhuǎn)類零件磨削加工中的在線測(cè)量方法。在磨削加工中，控制程序調(diào)用相應(yīng)的參數(shù)，當(dāng)測(cè)量裝置測(cè)頭進(jìn)出零件表面凹槽時(shí)，對(duì)突變的測(cè)量值進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)修正及補(bǔ)償處理，處理方法可根據(jù)零件幾何特征及功能要求選擇斷續(xù)修正法和同期特征補(bǔ)償法，從而實(shí)現(xiàn)在斷續(xù)表面零件加工中測(cè)量的連續(xù)性。在線測(cè)量數(shù)據(jù)處理流程，如圖3 所示。

      3.1 斷續(xù)修正法

      斷續(xù)修正法為根據(jù)每一個(gè)采樣周期后零件尺寸的磨削變化量均等，將零件尺寸變化量與理論切削量進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)測(cè)量裝置測(cè)頭進(jìn)出鍵槽引起尺寸突變時(shí)，將該尺寸變化量直接修正為理論尺寸變化量輸出。當(dāng)測(cè)頭進(jìn)出凹槽時(shí)，零件尺寸發(fā)生快速變化，凹槽內(nèi)部的測(cè)量數(shù)據(jù)均為無效數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)量結(jié)果的計(jì)算無任何意義，如圖4 所示。正常的磨加工在線測(cè)量（以測(cè)量外徑為例）時(shí)其尺寸變化線應(yīng)呈線性遞減變化，因此，可以通過差值補(bǔ)償?shù)姆椒▽疾壑械某叽缱兓敌拚秊檎＜庸ち慵某叽缱兓担鐖D5 所示。

      在線測(cè)量過程中，一般測(cè)量裝置連續(xù)采集n 次數(shù)據(jù)并進(jìn)行平均濾波后，作為一次測(cè)量結(jié)果輸出，設(shè)定采集n 次數(shù)據(jù)所需時(shí)間tv為一個(gè)采樣周期。在磨削加工狀態(tài)及條件不變的情況下，一個(gè)采樣周期工件尺寸變化值應(yīng)為Δd，對(duì)應(yīng)測(cè)量裝置電壓值變化為Δuv，即在經(jīng)過每一個(gè)采樣周期后，零件尺寸的變化量相等。測(cè)量裝置測(cè)得的電壓變化線的斜率為

      3.2 同期特征補(bǔ)償法

      同期特征補(bǔ)償法根據(jù)觸發(fā)方式不同可分為：內(nèi)部同期、自動(dòng)同期、外部同期三種模式。同時(shí)，根據(jù)功能要求的不同，每種模式下可選擇三種數(shù)據(jù)輸出類型：最大值輸出、最小值輸出和P-P 值輸出，其中最大值輸出為同期內(nèi)的最大值，一般用于外徑測(cè)量；最小值輸出為同期的最小值，一般用于內(nèi)徑測(cè)量；P-P 值輸出為輸出同期內(nèi)最大值和最小值之間的差值，一般用于機(jī)后檢驗(yàn)工件的形狀誤差。

      設(shè)判斷觸發(fā)方式控制變量為Pfun_choice，若Pfun_choice=1， 則為內(nèi)部同期； 若Pfun_choice =2， 則為自動(dòng)同期；若Pfun_choice=3，則為外部同期。當(dāng)操作者選擇內(nèi)部同期時(shí)需要設(shè)定觸發(fā)時(shí)間Tri_time；選擇自動(dòng)同期時(shí)需要給定觸發(fā)尺寸值tri_value；選擇外部同期時(shí)，觸發(fā)脈沖序列由磨床控制系統(tǒng)發(fā)出；數(shù)據(jù)輸出類型控制變量為Pvalue_choice。

      （1）內(nèi)部同期。當(dāng)采用內(nèi)部同期時(shí)，根據(jù)觸發(fā)時(shí)間Tri-time的設(shè)定，要求觸發(fā)時(shí)間大于測(cè)頭進(jìn)出凹槽所用時(shí)間。如圖6 所示。在該觸發(fā)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比，搜索測(cè)量數(shù)據(jù)的特征值，由功能要求選擇特征值之一進(jìn)行補(bǔ)償替代作為測(cè)量結(jié)果輸出。當(dāng)Pvalue_choice=1 時(shí)，輸出特征值最大值；當(dāng)Pvalue_choice=2 時(shí)，輸出特征值最小值，當(dāng)Pvalue_choice=3，用于檢驗(yàn)工件的形狀誤差輸出特征值的P-P 值；觸發(fā)周期的過程控制由觸發(fā)時(shí)間Tri_time 每次減少一個(gè)采樣周期實(shí)現(xiàn)。 

      （2）自動(dòng)同期。當(dāng)采用自動(dòng)同期時(shí)，設(shè)定觸發(fā)尺寸，將當(dāng)前的測(cè)得尺寸值adinput 和觸發(fā)尺寸tri_value 進(jìn)行比較，當(dāng)adinput>tri_value 時(shí)，在該期間對(duì)比搜索特征值，并根據(jù)功能要求選擇Pvalue_choice 值進(jìn)行測(cè)量結(jié)果輸出。當(dāng)adinput≤tri_value 時(shí)，觸發(fā)采集復(fù)位，重新開始搜索測(cè)量數(shù)據(jù)的新特征值，但此時(shí)輸出的為采集復(fù)位前的值。觸發(fā)尺寸值一般設(shè)定為-50μm，自動(dòng)同期中凹槽的位置應(yīng)作為一個(gè)復(fù)位點(diǎn)，達(dá)到復(fù)位點(diǎn)，將特征值清零，重新開始搜索特征值，如圖7 所示。該觸發(fā)方式更適合于凹槽數(shù)較多的零件。

      （3）外部同期。當(dāng)采用外部同期時(shí)，接收外部機(jī)床觸發(fā)脈沖信號(hào)，如圖8 所示。兩個(gè)觸發(fā)脈沖上升沿之間的間隔為脈沖觸發(fā)周期T，在該周期內(nèi)則進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的對(duì)比，搜索特征值，并根據(jù)Pvalue_choice 值的設(shè)定在第二個(gè)脈沖上升沿處進(jìn)行相應(yīng)特征值的輸出，否則，不進(jìn)行任何操作，如此反復(fù)循環(huán)執(zhí)行。

      4 斷續(xù)表面測(cè)量實(shí)驗(yàn)與分析

      在磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x軟件系統(tǒng)二次開發(fā)的基礎(chǔ)上，對(duì)具有斷續(xù)表面的零件進(jìn)行了測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖9 所示。針對(duì)該待加工工件凹槽具有周期性分布的特點(diǎn)，在主動(dòng)測(cè)量?jī)x的設(shè)置界面中選擇同期特征補(bǔ)償法。狀態(tài)參數(shù)及信號(hào)控制點(diǎn)設(shè)定，如表1 所示。

      根據(jù)各個(gè)磨削階段（包括粗磨、半精磨、精磨、光磨、到尺寸）狀態(tài)參數(shù)及特征參數(shù)的設(shè)定，在實(shí)際零件自動(dòng)磨削過程中，主動(dòng)測(cè)量?jī)x記錄了各個(gè)階段的零件尺寸變化的曲線圖，如圖10 所示。可見，加工狀態(tài)曲線光順，并能夠真實(shí)反應(yīng)出不同的磨削狀態(tài)，所以采用文中提出的方法對(duì)具有斷續(xù)表面特征零件的在線測(cè)量是可行、有效的。通過進(jìn)一步對(duì)具有其它斷續(xù)特征的零件分別應(yīng)用斷續(xù)修正法或同期特征補(bǔ)償法進(jìn)行在線測(cè)量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證明了提出方法的正確性。

      5 結(jié)論

      通過在磨削加工前根據(jù)回轉(zhuǎn)類零件具有斷續(xù)表面特征及磨削加工狀態(tài)設(shè)定相應(yīng)的參數(shù)，并將參數(shù)保存在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)測(cè)量裝置的測(cè)頭進(jìn)出零件表面凹槽時(shí)，可根據(jù)待加工的回轉(zhuǎn)類零件上的凹槽是否是周期性分布在零件的周面上而選擇斷續(xù)修正法和同期特征補(bǔ)償法，對(duì)突變的測(cè)量尺寸值進(jìn)行自動(dòng)的數(shù)據(jù)修正及補(bǔ)償處理，從而實(shí)現(xiàn)在磨削具有斷續(xù)表面特征零件的過程中，避免了測(cè)量控制儀的動(dòng)作誤判及磨加工中斷等問題。研究成果提高了磨床對(duì)特殊幾何特征零件加工的適應(yīng)性和靈活性，對(duì)完善磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x的功能提供了技術(shù)支持。