专利名称：声发射磨削接触检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测磨削加工中砂轮与工件接触状态的声发射接触检测装置。
磨削加工是精密机械加工技术，在精密座标磨床上加工精密小孔时，必须准确地检测砂轮与工件接触的坐标位置作为进刀的起点。在日本专利1986年公开的昭和61－61741《接触检测装置》是利用振动传感器检测砂轮与工作接触时的振动以判断磨削接触情况，其不足之处是工件振动易受环境低频振动的影响，因而在生产车间中使用时干扰较大，可靠性较差。另有一件1985年公开的日本专利昭和60－69550所提出的《磨削裂纹的检测方法和装置》是采用带通滤波器提取0.5MHz至1MHz频率范围内的声发射信号，通过整流检波和幅值比较后判断工件在磨削过程中是否有裂纹形成。其不足之处在于带通滤波器选取的信号频率较高，该装置不适于接触检测。
本实用新型的目的在于避免上述已有技术的不足之处而提供一种灵敏度较高、可靠性好，并可用于监测砂轮修正质量和锐利情况的多功能、多用途的声发射磨削接触检测装置。
本实用新型的设计思想是当固体材料由不稳定的高能状态向低能状态过渡时均会释放出弹性能，而弹性能又会产生出高频应力波，本实用新型的特征正是在于通过声发射传感器，拾取了材料在变形、摩擦、磨损、裂纹中的声发射信号，该信号由检测仪进行放大，比较判别，并发出光电报警。
声发射传感器(1)采用谐振式声发射传感器，主要拾取砂轮与工件接触及加工过程中的声发射信号、频率为100KHz至400KHz。
检测仪主要由前置放大器(2)、高通及低通滤波器(3)、倍率调节器(4)、峰值检波器(5)、电平设置器(7)比较判别器(8)和接触显示单元，记录指示单元组成。当砂轮与工件接触产生的声发射信号 由传感器(1)转换成电信号，经前置放大器(2)放大后，送入高、低通滤波器(3)，以滤除机械振动及电气噪声等干扰信号，然后经倍率调节器(4)进一步放大；被放大信号的峰值由峰值检波器(5)提取送入比较判别器(8)，并与电平设置器(7)中预先设定的电平进行比较；当峰值电压超过门槛值时，则比较判别器(8)输出信号驱动接触显示单元以发出接触显示信号；同时峰值检波器(5)的另一路信号驱动记录指示单元。
接触显示单元主要由报警显示器(9)和蜂鸣器(10)组成。
记录指示单元主要是指示仪表(6)。同时，在装置本身还设计了输出插座(11)，以便与外接的记录仪器或分析仪器相联接。
图1、检测装置原理图图2、检测装置外观图图3、实施例线路图1－传感器2－前置放大器3－高通、低通滤波器4－倍率调节器5－峰值检波器6－指示仪表7－电平设置8－比较判别器9－报警显示器10－蜂鸣器11－输出插座12－电源13－指示表14－报警指示灯15－增益调节按键16－监测开关键17－电源指示灯18－电源开关19－机壳20－灵敏度调节旋钮21－电平设定旋钮现结合实施例(附图)对本实用新型作进一步描述(元件数值表附后)传感器(1)采用谐振式声发射传感器，虽无型号，由沈阳电子研究所生产，在北京航空航天大学、702所均有产品；前置放大器模块PT采用SQ－1；其输入端通过插孔A1与传感器相连，输出端经耦合电容C1与射级跟随器T1＝3DG6相连，前置放大器增益为40dB。W1可调节信号幅度，电阻(R4、R5、R6)与增益调节按键(S1)组成衰减器，可衰减10dB。低通滤波器由电感(L1、L2)、电容(C7)组成，经电阻R10、R11分别与隔离放大器(TC1)、(TC2)相连。高通滤波器由电容(C11、C12、C13)、电感(L3、L4)组成，经电阻(R14)、(R15)与隔离放大器(TC2)、(TC3)相连，经过高、低通滤波后，提取的信号频率在100KHz至400KHz范围内，峰值检波器由运算放大器(TC4)、(TC5)组成，其输出经电阻(R25)与电压表M、比较判别器(TC6)和输出插孔(A2)相连。当峰值电压大于门槛电压时比较判别器(TC6)的输出触发单稳触发器(TC7)，使振荡发生器(TC8、TC9)工作，驱动蜂鸣器(Y)报警；同时晶体管(T2、T3)导通，指示灯(D1)亮，表示处于接触状态。峰值检波器的输出也可由输出插孔(A2)输出到其他记录仪器，供记录分析用。
检测仪电源回路由50Hz交流电源经抗干扰器(LP)、输入变压器(B)，经全波整流和π形滤波后，由集成稳压块(TC10、TC11)和平滑电路产生±12V直流电压；由集成稳压块(TC12)产生＋5V直流电压。
本实用新型与已公开的装置相比其优点如下1.本装置具有灵敏度高，灵敏度与砂轮和工件是否具有导电性无关，可排除低频振动干扰的优点；对磨削过程检测范围较广；传感器安装座有磁铁式、螺钉固定式两种，可安装在顶尖座及工作台上。
2.应用本装置，可使磨削加工对刀方便，减少因对刀而产生的废品，提高生产效率和产品质量，减轻工人劳动，并为磨削科学研究提供了新的检测仪器。
权利要求1.一种声发射磨削接触检测装置，由传感器和检测仪器两部份组成，其特征在于传感器(1)联接了提高信号电平增益的前置放大器(2)，其后与高、低通滤波器(3)相联，它的输出端联接峰值检波器(5)，检波器(5)的下一级联接比较判别器(8)，在电平设置(7)与(8)之间联接传递予置电平的信号线；比较判别器(8)输出联接接触显示单元。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于在高、低通滤波器(3)与峰值检波器(5)之间可以联接倍率调节器(4)。
3.如权利要求1或2所述的检测装置，其特征在于峰值检波器(5)的输出端可以联接记录指示仪器(6)。
4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于与指示仪表(6)并接了与外部记录、分仪设备联接的输出插座(11)。
5.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于接触显示单元由并联的报警显示器(9)和蜂鸣器(10)组成。
6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于传感器采用谐振式声发射传感器。
7.如权利要求1所述的声发射磨削接触检测装置，其特征在于前置放大由前置放大模块组成，其输入端直接与传感器相连，输出端经耦合电容(C1)与射极跟随器T1相连。
8.如权利要求1所述的声发射磨削接触检测装置，其特征在于低通滤波器由电感(L1、L2)、电容(C7)组成，经电阻R10、R11分别与隔离放大器(TC1)、(TC2)相连。
9.如权利要求1所述的声发射磨削接触检测装置，其特征在于高通滤器由电容(C11、C12、C13)、电感(L3、L4)组成，经电阻(R14)、(R15)与隔离放大器(TC2)、(TC3)相连。
10.如权利要求1所述的声发射磨削接触检测装置，其特征在于峰值检波器由运算放大器(TC4)、(TC5)组成，其输出经电阻(R25)与电压表M、比较判别器(TC6)和输出插孔(A2)相连。
专利摘要本实用新型提供了一种精密磨削加工技术中的声发射接触检测装置，它主要是由谐振式声发射传感器、放大器、高通及低通滤波器、峰值检波器及声、光报警器等组成。可拾取100KHz-400KHz频带内的声发射信号，该装置适于砂轮与工件接触检测及机械加工中其他刀具对刀用，并可用于监测磨削状态。调整简单、灵敏度较高，使用方便，不受低频振动干扰，为生产、科研、教学实验提供了一种多功能的检测装置。
文档编号B24B49/02GK2113858SQ9123342
公开日1992年8月26日 申请日期1991年12月30日 优先权日1991年12月30日
发明者朱名铨, 杨有粮, 姬中岳, 沈佩莉 申请人:西北工业大学