CN110153875B - 一种砂轮磨损实时检测与校准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械故障诊断技术领域，具体涉及一种砂轮磨损实时检测与校准方法及装置，所述装置包括上位机、第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机和第二伺服电机分别与所述上位机通信连接，第一伺服电机连接有探针传感器，第二伺服电机连接有砂轮，上位机触发第一伺服电机驱动探针传感器靠近砂轮方向运行至设定位置，当探针传感器在设定位置触碰到砂轮时，则判断为砂轮无磨损，否则，探针传感器继续靠近砂轮方向运行直至触碰砂轮，并得到校验信息，第二伺服电机根据所述校验信息调整砂轮的方位；通过在线检测砂轮的磨损量并进行实时反馈校准，减少人为技术因素引起的误差，在有效保证产品质量的同时，提高了生产效率。

Description

一种砂轮磨损实时检测与校准方法及装置

技术领域

本发明涉及机械故障诊断技术领域，具体涉及一种砂轮磨损实时检测与校准方法及装置。

背景技术

在数控磨削加工中，砂轮的磨损会影响对工件的加工精度，当被加工零件的尺寸超差时，必须对砂轮的磨损进行补偿。传统的方法是由人工对砂轮尺寸进行检测，再根据检测结果确定砂轮的补偿量。这种方法生产效率低下，检测人员劳动强度大，并且在检测过程中容易引入人为误差。

随着加工系统自动化程度的提高，由于磨削过程中参数复杂，相互关联，信息量大，再加上磨削的高速和高精度要求，对实时性监控要求非常高，欲获得良好稳定的加工质量，对加工过程中砂轮磨损的在线检测与补偿技术就越来越重要。因此，需要将原来由工人观察磨削状态、测量砂轮尺寸，凭经验判断砂轮是否磨损并做出相应补偿的任务改由自动在线检测系统来承担，解决如何减少人为技术因素引起的误差，在有效保证产品质量的同时，提高生产效率的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种砂轮磨损实时检测与校准方法及装置，可减少人为技术因素引起的误差，在有效保证产品质量的同时，提高了生产效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种砂轮磨损实时检测与校准装置，包括：上位机、第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机和第二伺服电机分别与所述上位机通信连接，所述第一伺服电机连接有探针传感器，所述第二伺服电机连接有砂轮；

所述上位机，用于向所述第一伺服电机发送控制信息，触发所述第一伺服电机驱动探针传感器靠近砂轮方向运行，直至接收到所述探针传感器触碰砂轮的触碰信号，以及向所述第二伺服电机发送校验信息，所述校验信息为所述探针传感器的实际位置信息到设定位置信息的空间向量；

所述实际位置信息为所述探针传感器运行到触碰砂轮时的位置信息，所述设定位置信息为所述探针传感器运行到设定位置时的运动信息，所述设定位置为上位机中预设的空间位置坐标；

所述第一伺服电机，用于响应所述上位机的指令，驱动所述探针传感器运行；

所述探针传感器，用于当触碰到砂轮时，触发反馈信息到所述上位机；

所述反馈信息包括所述探针传感器触碰砂轮的触碰信号和所述探针传感器的实际位置信息；

所述第二伺服电机，用于响应所述上位机的指令，沿所述空间向量调整所述砂轮的方位。

进一步，所述上位机还用于，在接收所述探针传感器触碰到砂轮时触发的反馈信息之后，触发所述第一伺服电机驱动所述探针传感器远离砂轮方向运行。

进一步，所述探针传感器包括相互垂直的探针传感器和第二探针传感器，当所述探针传感器和第二探针传感器均触碰到砂轮时，触发反馈信息到所述上位机。

进一步，所述实际位置信息和设定位置信息均包括位移信息，所述校验信息根据所述实际位置信息和设定位置信息的空间位移偏差得出。

一种砂轮磨损实时检测与校准方法，包括以下步骤：

上位机向第一伺服电机发送控制信息，触发第一伺服电机驱动探针传感器靠近砂轮方向运行至设定位置；

当所述探针传感器在设定位置触碰到砂轮时，则上位机判断为砂轮无磨损；否则，所述上位机触发所述第一伺服电机驱动探针传感器靠近砂轮方向继续运行，直至接收到所述探针传感器触碰砂轮时触发的反馈信息，所述反馈信息包括所述探针传感器触碰砂轮的触碰信号和所述探针传感器的实际位置信息；

所述上位机向第二伺服电机发送校验信息，并触发所述第二伺服电机根据所述校验信息调整所述砂轮的方位；

所述校验信息为所述探针传感器的实际位置信息到设定位置信息的空间向量；所述实际位置信息为所述探针传感器运行到触碰砂轮时的位置信息，所述设定位置信息为驱动所述探针传感器运行到设定位置的运动信息，所述设定位置为上位机中预设的空间位置坐标。

进一步，所述上位机接收到所述探针传感器触碰砂轮时触发的反馈信息之后，还包括触发所述第一伺服电机驱动所述探针传感器远离砂轮方向运行。

进一步，所述探针传感器包括相互垂直的第一探针传感器和第二探针传感器，当所述第一探针传感器和第二探针传感器均触碰到砂轮时，触发反馈信息到所述上位机。

进一步，所述实际位置信息和设定位置信息均包括位移信息，所述校验信息根据所述实际位置信息和设定位置信息的空间位移偏差得出。

本发明的有益效果是：本发明公开一种砂轮磨损实时检测与校准方法及装置，所述装置包括上位机、第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机和第二伺服电机分别与所述上位机通信连接，所述第一伺服电机连接有探针传感器，所述第二伺服电机连接有砂轮，通过上位机触发第一伺服电机驱动探针传感器靠近砂轮方向运行至设定位置；当探针传感器在设定位置触碰到砂轮时，则判断为砂轮无磨损；否则，探针传感器继续靠近砂轮方向运行，直至触碰砂轮，从而得到校验信息，第二伺服电机根据所述校验信息调整所述砂轮的方位；通过在线检测砂轮的磨损量并进行实时反馈校准，减少人为技术因素引起的误差，在有效保证产品质量的同时，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一种砂轮磨损实时检测与校准装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一种砂轮磨损实时检测与校准方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参考图1，本发明实施例提供的一种砂轮磨损实时检测与校准装置，包括：上位机100、第一伺服电机200和第二伺服电机300，所述第一伺服电机200和第二伺服电机300分别与所述上位机100通信连接，所述第一伺服电机200连接有探针传感器400，所述第二伺服电机300连接有砂轮500；

所述上位机100，用于向所述第一伺服电机200发送控制信息，触发所述第一伺服电机200驱动探针传感器400靠近砂轮500方向运行，直至接收到所述探针传感器400触碰砂轮500的触碰信号，以及向所述第二伺服电机300发送校验信息，所述校验信息为所述探针传感器400的实际位置信息到设定位置信息的空间向量。从而使得所述探针传感器400在设定位置能触碰到所述砂轮500。

所述实际位置信息为所述探针传感器400运行到触碰砂轮500时的位置信息，所述设定位置信息为所述探针传感器400运行到设定位置时的运动信息，所述设定位置为上位机100中预设的空间位置坐标；

所述第一伺服电机200，用于响应所述上位机100的指令，驱动所述探针传感器400运行；

所述探针传感器400，用于当触碰到砂轮500时，触发反馈信息到所述上位机100；

所述反馈信息包括所述探针传感器400触碰砂轮500的触碰信号和所述探针传感器400的实际位置信息；

所述第二伺服电机300，用于响应所述上位机100的指令，沿所述空间向量调整所述砂轮500的方位。从而补偿所述探针传感器400的实际位置信息和设定位置信息的差值，使得所述探针传感器400在设定位置时能触碰到所述砂轮500。

本实施例中，在砂轮500的一侧设置有探针传感器400，在开始加工前，与探针传感器400连接的第一伺服电机200将所述探针传感器400推动到砂轮500下方的预设位置，如果探针传感器400能够触碰到砂轮500，则发送触发信号给上位机100，上位机100判定砂轮500无磨损；

如果探针传感器400无法触碰到砂轮500，则上位机100判定为砂轮500磨损，并切换到校准模式，第一伺服电机200从预设位置推动探针，并计算位移的距离，将探针传感器400碰到砂轮500所获取到的位移距离作为磨损偏移量。

第二伺服电机300与砂轮500连接，控制砂轮500上下位移，通过第二伺服电机300驱动砂轮500下移相应的磨损偏移量，从而进行位置补偿校准。

磨损偏移量是由砂轮500的磨损量直接确定，是对砂轮500补偿校准的关键因素，通过在线检测砂轮500的磨损量并进行实时反馈校准，减少人为技术因素引起的误差，在有效保证产品质量的同时，提高了生产效率。

为给砂轮500提供适当的调整空间，方便调整砂轮500，避免探针传感器400和砂轮500的不必要触碰。作为本实施例的进一步改进，所述上位机100还用于，在接收所述探针传感器400触碰到砂轮500时触发的反馈信息之后，触发所述第一伺服电机200驱动所述探针传感器400远离砂轮500方向运行。

为提高砂轮500磨损检测的准确度，保证对砂轮500的整体位置均得到有校准。作为本实施例的进一步改进，所述探针传感器400包括相互垂直的第一探针传感器410和第二探针传感器420，当所述第一探针传感器410和第二探针传感器420均触碰到砂轮500时，触发反馈信息到所述上位机100。

作为本实施例的进一步改进，所述实际位置信息和设定位置信息均包括位移信息，所述校验信息根据所述实际位置信息和设定位置信息的空间位移偏差得出。

参考图2，本发明实施例还提供一种砂轮磨损实时检测与校准方法，包括以下步骤：

步骤S1、上位机100向第一伺服电机200发送控制信息，触发第一伺服电机200驱动探针传感器400靠近砂轮500方向运行至设定位置。

步骤S2、当所述探针传感器400在设定位置触碰到砂轮500时，则上位机100判断为砂轮500无磨损；否则，所述上位机100触发所述第一伺服电机200驱动探针传感器400靠近砂轮500方向继续运行，直至接收到所述探针传感器400触碰砂轮500时触发的反馈信息。

其中，所述反馈信息包括所述探针传感器400触碰砂轮500的触碰信号和所述探针传感器400的实际位置信息。

步骤S3、所述上位机100向第二伺服电机300发送校验信息，并触发所述第二伺服电机300根据所述校验信息调整所述砂轮500的方位。通过补偿所述探针传感器400的实际位置信息和设定位置信息的差值，使得所述探针传感器400在设定位置时能触碰到所述砂轮500。

其中，所述校验信息为所述探针传感器400的实际位置信息到设定位置信息的空间向量；所述实际位置信息为所述探针传感器400运行到触碰砂轮500时的位置信息，所述设定位置信息为驱动所述探针传感器400运行到设定位置的运动信息，所述设定位置为上位机100中预设的空间位置坐标。

作为本实施例的进一步改进，所述上位机100接收到所述探针传感器400触碰砂轮500时触发的反馈信息之后，还包括触发所述第一伺服电机200驱动所述探针传感器400远离砂轮500方向运行。

作为本实施例的进一步改进，所述探针传感器400包括相互垂直的第一探针传感器410和第二探针传感器420，当所述第一探针传感器410和第二探针传感器420均触碰到砂轮500时，触发反馈信息到所述上位机100。

作为本实施例的进一步改进，所述实际位置信息和设定位置信息均包括位移信息，所述校验信息根据所述实际位置信息和设定位置信息的空间位移偏差得出。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种砂轮磨损实时检测与校准装置，其特征在于，包括：上位机、第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机和第二伺服电机分别与所述上位机通信连接，所述第一伺服电机连接有探针传感器，所述第二伺服电机连接有砂轮；

所述上位机，用于向所述第一伺服电机发送控制信息，触发所述第一伺服电机驱动探针传感器靠近砂轮方向运行，直至接收到所述探针传感器触碰砂轮的触碰信号，以及向所述第二伺服电机发送校验信息，所述校验信息为所述探针传感器的实际位置信息到设定位置信息的空间向量；

所述实际位置信息为所述探针传感器运行到触碰砂轮时的位置信息，所述设定位置信息为所述探针传感器运行到设定位置时的运动信息，设定位置为上位机中预设的空间位置坐标；

所述第一伺服电机，用于响应所述上位机的指令，驱动所述探针传感器运行；

所述探针传感器，用于当触碰到砂轮时，触发反馈信息到所述上位机；

所述反馈信息包括所述探针传感器触碰砂轮的触碰信号和所述探针传感器的实际位置信息；

所述第二伺服电机，用于响应所述上位机的指令，沿所述空间向量调整所述砂轮的方位；

其中，所述探针传感器设置在砂轮的一侧，在开始加工前，与探针传感器连接的第一伺服电机将所述探针传感器推动到砂轮下方的设定位置，如果探针传感器能够触碰到砂轮，则发送触发信号给上位机，上位机判定砂轮无磨损；

所述上位机还用于，在接收所述探针传感器触碰到砂轮时触发的反馈信息之后，触发所述第一伺服电机驱动所述探针传感器远离砂轮方向运行；

如果探针传感器无法触碰到砂轮，则上位机判定为砂轮磨损，并切换到校准模式，第一伺服电机从设定位置推动探针传感器，并计算位移的距离，将探针传感器碰到砂轮所获取到的位移距离作为磨损偏移量；

通过第二伺服电机驱动砂轮下移相应的磨损偏移量，从而进行位置补偿校准；

所述探针传感器包括相互垂直的第一探针传感器和第二探针传感器，当所述第一探针传感器和第二探针传感器均触碰到砂轮时，触发反馈信息到所述上位机；

所述实际位置信息和设定位置信息均包括位移信息，所述校验信息根据所述实际位置信息和设定位置信息的空间位移偏差得出。

2.一种砂轮磨损实时检测与校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

上位机向第一伺服电机发送控制信息，触发第一伺服电机驱动探针传感器靠近砂轮方向运行至设定位置；

当所述探针传感器在设定位置触碰到砂轮时，则上位机判断为砂轮无磨损；否则，所述上位机触发所述第一伺服电机驱动探针传感器靠近砂轮方向继续运行，直至接收到所述探针传感器触碰砂轮时触发的反馈信息，所述反馈信息包括所述探针传感器触碰砂轮的触碰信号和所述探针传感器的实际位置信息；

所述上位机向第二伺服电机发送校验信息，并触发所述第二伺服电机根据所述校验信息调整所述砂轮的方位；

所述校验信息为所述探针传感器的实际位置信息到设定位置信息的空间向量；所述实际位置信息为所述探针传感器运行到触碰砂轮时的位置信息，所述设定位置信息为驱动所述探针传感器运行到设定位置的运动信息，所述设定位置为上位机中预设的空间位置坐标；

其中，所述探针传感器设置在砂轮的一侧，在开始加工前，与探针传感器连接的第一伺服电机将所述探针传感器推动到砂轮下方的设定位置，如果探针传感器能够触碰到砂轮，则发送触发信号给上位机，上位机判定砂轮无磨损；

所述上位机在接收所述探针传感器触碰到砂轮时触发的反馈信息之后，触发所述第一伺服电机驱动所述探针传感器远离砂轮方向运行；

如果探针传感器无法触碰到砂轮，则上位机判定为砂轮磨损，并切换到校准模式，第一伺服电机从设定位置推动探针传感器，并计算位移的距离，将探针传感器碰到砂轮所获取到的位移距离作为磨损偏移量；

通过第二伺服电机驱动砂轮下移相应的磨损偏移量，从而进行位置补偿校准；

所述探针传感器包括相互垂直的第一探针传感器和第二探针传感器，当所述第一探针传感器和第二探针传感器均触碰到砂轮时，触发反馈信息到所述上位机；

所述实际位置信息和设定位置信息均包括位移信息，所述校验信息根据所述实际位置信息和设定位置信息的空间位移偏差得出。

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