專利名稱：磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種溫度測量裝置，尤其是一種用于測量磨削砂輪表面磨粒溫度的測
量裝置。
背景技術：
在精密磨削過程中，磨削砂輪表面的磨粒對砂輪磨損和切削能力有重要影響。磨削加工中所產生的部分熱量會傳入砂輪磨粒，過多的熱量會導致磨料過早失效，同時在加工過程中熱應力的循環作用，可能使結合劑與磨料之間的把持力減弱，導致磨粒的非正常脫落。如何有效測量砂輪表面磨粒溫度，對提高砂輪使用壽命及提高磨削效率有著重要意義。因此，需要一種加工過程中砂輪表面磨粒溫度的實時測量裝置。

發明內容
本發明是要提供一種磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置，用于實現加工過程中砂輪表面磨粒溫度的實時測量，有效提高磨削效率和磨削質量。為實現上述目的，本發明的技術方案是一種磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置，包括紅外光纖傳感器，信號處理裝置，反光片，非接觸式光電傳感器，數據采集卡，計算機，其特點是光電傳感器的反光片粘貼在砂輪法蘭外端面上，且對應反光片處設置一個非接觸式光電傳感器，非接觸式光電傳感器與數據采集卡連接；紅外光纖傳感器安裝在靠近砂輪與工件的磨削接觸區，紅外光纖傳感器通過信號處理裝置與數據采集卡連接，數據采集卡連接計算機。紅外光纖傳感器的測頭垂直于砂輪表面，且紅外光纖傳感器的測頭與砂輪表面距離為lOOum。數據采集卡的采樣頻率為 400kHz。本發明的有益效果是
本發明可測量不同型號砂輪的表面磨粒溫度和磨粒分布。通過比較不同磨削參數下的砂輪磨粒實驗測量結果及最大磨粒溫度，可優化得到最佳的磨削工藝參數，對提高磨削效率和磨削質量有重要意義。本發明使用紅外光纖傳感器和光電傳感器對砂輪表面磨粒的溫度進行測量，能取得很好的效果。


圖1是磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置示意圖； 圖2是紅外光纖傳感器安裝示意圖3是砂輪表面磨粒溫度測量結果示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一說明。如圖1所示，本發明的磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置，包括紅外光纖傳感器3， 信號處理裝置4，反光片5，非接觸式光電傳感器6，數據采集卡7，計算機8等，
光電傳感器的反光片5粘貼在砂輪法蘭10外端面b上，且對應反光片5處設置一個非接觸式光電傳感器6，非接觸式光電傳感器6與數據采集卡7連接；紅外光纖傳感器3安裝在靠近砂輪2與工件9的磨削接觸區，紅外光纖傳感器3通過信號處理裝置4與數據采集卡7連接，數據采集卡7連接計算機8。紅外光纖傳感器3的工作原理是利用光學系統匯聚其視場內的目標紅外輻射能量，紅外能量聚焦在光電探測器上轉變為相應的電信號，經放大器和信號處理轉換成被測目標的溫度值。光纖的應用可使紅外技術在惡劣的條件下進行測量。為準確識別修整砂輪2旋轉每周的同一位置以紅外光纖傳感器3采集砂輪2每轉數據都是從同一起點開始，如圖1所示，在砂輪2側面安裝一個高頻響應的非接觸式光電傳感器6來進行識別，每當砂輪2旋轉到此位置時該非接觸式光電傳感器6便發出一個觸發信號，計算處理該觸發信號用來控制結束砂輪2本周紅外光纖傳感器3信號數據采集及開始砂輪2下一周紅外光纖傳感器3信號數據采集。在磨削加工之前，為有效采集磨削加工過程中的砂輪表面磨粒溫度信號，如圖2 所示，選用紅外光纖傳感器3的光纖長度為ail ；紅外光纖傳感器3測頭安裝在盡量靠近砂輪2與工件9的磨削接觸區，并且紅外光纖傳感器3測頭應安放在砂輪2磨粒切削后的旋出方向一側；紅外光纖傳感器3測頭的安放應垂直于砂輪2表面，并調節測頭與砂輪2表面距離為lOOum。將紅外光纖傳感器3和光電傳感器6連接到數據采集卡7后，再連接到計算機8。 設定聲發射信號數據采集卡的采樣頻率為Zi =IOOkHz0測量時，啟動機床，設置砂輪2轉速為Vs，工件轉速為Vw和磨削深度為 進行磨削加工實驗，通過計算機8記錄測試的磨削區溫度值。利用MATLAB軟件處理計算砂輪表面磨粒的溫度信號及光電傳感器信號，如圖3所示，為實驗磨削砂輪旋轉一周的表面磨粒溫度測量結果。該磨粒溫度分布情況也反應了切削磨粒沿砂輪圓周的分布特征；最大磨粒溫度 Tfflax對砂輪性能有直接影響也是優化磨削參數的重要依據；通過多次測量比較不同時期的砂輪磨粒溫度及分布，可有效反應出砂輪表面磨粒的磨損變化狀態。
權利要求
1.一種磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置，包括紅外光纖傳感器(3)，信號處理裝置 (4)，反光片(5)，非接觸式光電傳感器(6)，數據采集卡(7)，計算機(8)，其特征在于所述光電傳感器的反光片(5)粘貼在砂輪法蘭(10)外端面(b)上，且對應反光片(5)處設置一個非接觸式光電傳感器(6)，非接觸式光電傳感器(6)與數據采集卡(7)連接；紅外光纖傳感器(3)安裝在靠近砂輪(2)與工件(9)的磨削接觸區，紅外光纖傳感器(3)通過信號處理裝置(4 )與數據采集卡(7 )連接，數據采集卡(7 )連接計算機(8 )。
2.根據權利要求1所述的磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置，其特征在于所述紅外光纖傳感器(3)的測頭垂直于砂輪(2)表面，且紅外光纖傳感器(3)的測頭與砂輪(2)表面距離為lOOum。
3.根據權利要求1所述的磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置，其特征在于所述數據采集卡(7)的采樣頻率為=IOOkHz0
全文摘要
本發明涉及一種磨削砂輪表面磨粒溫度測量裝置，包括紅外光纖傳感器，信號處理裝置，反光片，非接觸式光電傳感器，數據采集卡，計算機。光電傳感器的反光片粘貼在砂輪法蘭外端面上，且對應反光片處設置一個非接觸式光電傳感器，非接觸式光電傳感器與數據采集卡連接；紅外光纖傳感器安裝在靠近砂輪與工件的磨削接觸區，紅外光纖傳感器通過信號處理裝置與數據采集卡連接，數據采集卡連接計算機。本發明可測量不同型號砂輪的表面磨粒溫度和磨粒分布。通過比較不同磨削參數下的砂輪磨粒實驗測量結果及最大磨粒溫度，可優化得到最佳的磨削工藝參數，對提高磨削效率和磨削質量有重要意義。
文檔編號B24B49/12GK102528664SQ20121000652
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者朱歡歡, 李郝林, 遲玉倫 申請人:上海理工大學