[其他]磨削烧伤适应控制系统

说明书

随着现代科学技术的发展和社会生产的需要，对磨削加工表面质量提出了日益增长的要求。若生产中磨削不当，往往会导致过量的磨削热传入工件，引起工件表面层金相组织的变化-磨削烧伤。

一般的磨削烧伤判别方法，都是在磨削完毕后施行的。由于磨削烧伤的“不可逆性”，一旦检测出工件表面层的烧伤，则已是既成事实，将使工件报废。若为了避免磨削烧伤，而根据较差的加工条件（如较差的砂轮切削性能等）采用了过小的磨削深度，则会降低生产率。因此如何在实际磨削加工生产中，既保持较高的生产率，又能在磨削过程中主动地避免磨削烧伤的发生，这就是本发明研制的目的。

通过联机检索Dialog351文档，采用叙词“磨削”、“适应性”和“控制”的逻辑组合查阅迄今以来的世界专利，获得有关专利文献19篇;又采用叙词“磨削”、“烧伤”和“电脑控制”的逻辑组合，没有查得一篇有关的专利文献;再采用叙词“磨削”和“电脑控制”的逻辑组合，查得有关专利文献85篇。经查阅上述104篇专利内容后，未发现与本发明内容相同的报道。对国内外文献和出版物也未查到相同的有关报道。因此可以认为，国内外许多学者虽然对磨削烧伤作过许多研究，但如何把磨削烧伤的事后检测，改为在磨削加工过程中检测并及时防止烧伤的发生，在磨削过程中实行自适应控制且付诸实施的尚未见报道。

本发明在磨削烧伤机理研究的基础上，提出以比磨削功率P′_g（N·M/MM·S）作为磨削烧伤适应控制参数，这一参数既能反映导致烧伤的一些基本规律，又便于在实际生产中进行检测和控制。并确定了在某些加工条件下的烧伤适应控制参数临界值P′_g，cr。同时，根据磨削加工过程的特点，设计制作了采用微型计算机的磨削烧伤适应控制装置，用以对磨削加工过程实行实时控制，其内容包括：硬件设计;适应控制执行机构;软件设计;适应控制方案的确立;信号检测和处理。该系统具有辨识、决策和修正的智能。即，能根据检测到的来自加工系统的输入输出状况，在线辨识加工过程模型中的未知参数，识别加工“环境”的某些变化。当预测出将会发生烧伤危险时，按照适控决策和参数估值，自动修正被控加工参数-磨削深度t，从而避免磨削烧伤的发生。当砂轮磨钝至一定程度时，微型计算机则会自动提醒操作者对砂轮进行修整。

磨削烧伤适应控制参数

以比磨削功率P′_g作为烧伤适应控制参数，既能反映导致烧伤的一些基本规律，又便于在实际生产中进行检测和控制。

这一参数具有以下特点：

（1）物理意义明确

P′_g是单位时间内单位磨削宽度上的磨削能量，表征了磨削能量强度。

在一定的磨削条件下，P′_g与磨削温度T_fm是相对应的，可表达为：

T f m=2 R Wkg J πλ(P gB)·V Wα ′ · t β ′(1D S+1 D W)1 / 4]]>

＝C′·P′_g·V_wα′·t^β′（1）

式中：R_w-磨削热传入工件的比例;