器处理器5、A/D转换装置13、导轮位置传感器17、托板温度传感器18、托板应力传感器19以及磨轮位置传感器3均接于所述控制装置15的同一端，所述的数据库系统16接于所述控制装置15的另一端。
[0022]本实施例中，所述的磨轮I表面设有磨粒2。
[0023]本实施例中，所述的托板21下方连接有托板进给机构20。
[0024]—种种由圆柱滚子超精磨削精度和表面质量在线监测装置实现的在线监测方法，该方法由以下步骤实现:
[0025](I)当磨削加工时，所述圆柱滚子22置于所述磨轮I和导轮14之间的垂直方向支撑的托板21上。由于所述导轮14转速慢，磨轮I转速快，一般情况下所述磨轮I的圆周速度比导轮14的圆周速度快50?80倍，圆柱滚子22以接近导轮14的速度转动，由此形成了磨轮I对圆柱滚子22的磨削。
[0026](2)所述的表面质量检测系统采用激光管11作为光源，其射出光为一对偏正面互相垂直的线偏振光，经圆柱滚子22反射进入物镜9，这一对线偏振光经两个布儒斯特窗分别取出两个纵模强弱变化信号，送入稳频装置7，进行热稳频，使其两个纵模同时存在。其余光束经光学测量装置后，形成两路信号，即测量信号和参考信号，被测工件的表面微观信息就包含在测量信号中，两路信号经高频放大器10以后，进入相位测量装置12比相，其输出的电压信号通过A/D转换装置13转变为数字信号，由控制装置15进行处理，数据和图形结果可由打印机输出。所述的高频放大器10为现有通用的高频放大电路，所述的相位测量装置12为现有通用的相位测量电路，所述的A/D转换装置13为现有通用的A/D转换电路。通过对磨轮I上磨粒2的大小和结合剂的种类跟表面质量检测的结果进行比对分析，选择出合适磨削圆柱滚子的磨粒2的大小和结合剂。这种非接触式激光测量系统可以直接作用于产品的生产线上，实现在线测量；同时可重复的产生测量结果和客观反映测量情况不受到操作者的影响。
[0027](3)所述控制装置15可以根据温度力学测试系统检测的结果控制所述磨轮I的转速、所述托板进给机构20上下左右运动，从而实现闭环控制。
[0028](4)所述尺寸精度在线测量系统采用一种混合法误差分离方法。在圆柱滚子周上采用两个激光传感器，一个线位移传感器6，一个是线位移和角度组合的混合传感器4，可以将圆度误差和主轴运动误差分离。根据尺寸精度在线测量系统检测的结果，通过对不同阶段的加工工艺参数进行阶段性调整，在加工初期保证工件材料余量的去除，在后期保证加工精度。
[0029](5)所述的数据库系统16，通过表面质量检测系统、温度力学测试系统和尺寸精度在线测量系统检测的数据，这些数据将被记录用于数据库的推理和学习。结合所建立的工艺参数专家数据库，针对不同加工对象借助推理机制进行推理，顺序搜索知识库中的控制模式，并选择合理的加工工艺参数，自动完成加工设备加工参数的最佳设定，简化为设备的人工操作过程。
【主权项】
1.一种圆柱滚子超精磨削精度和表面质量在线监测装置，包括圆柱滚子磨削系统、表面质量检测系统、尺寸精度在线测量系统、温度力学测试系统和数据库系统，其特征在于所述圆柱滚子磨削系统包括磨轮、导轮、圆柱滚子、托板；所述表面质量检测系统包括激光管、物镜、光学装置、稳频装置、高频放大器、相位测量装置、A/D转换装置、控制装置；所述尺寸精度在线测量系统包括线位移传感器、线位移和角度组合的混合传感器、线位移传感器和混合传感器处理器；所述温度力学测试系统包括磨轮位置传感器、导轮位置传感器、托板温度传感器、托板应力传感器。2.根据权利要求1所述的圆柱滚子超精磨削精度和表面质量在线监测装置，其特征在于所述的托板设于所述的磨轮和导轮之间，所述的圆柱滚子设于所述的托板上方，且圆柱滚子与所述的导轮相接触，所述的线位移传感器、线位移和角度组合的混合传感器设于所述的圆柱滚子的上方的一侧，所述的线位移传感器和混合传感器处理器的一端与所述的线位移传感器、线位移和角度组合的混合传感器相接，另一端与所述的控制装置的一端相接；所述的光学装置设于所述的圆柱滚子的上方的另一侧，所述的稳频装置设于所述光学装置的上方并与之相接，所述的物镜设于所述的光学装置下方，所述的激光管设于所述的光学装置的下方，且设于所述物镜的旁边，所述高频放大器的一端与所述光学装置相接，高频放大器的另一端与所述相位测量装置的一端相接，所述的相位测量装置的另一端与所述控制装置的一端之间通过A/D转换装置相接；所述的磨轮位置传感器设于所述磨轮的上方的一侧，且靠近磨轮；所述的导轮位置传感器设于所述导轮的下方的一侧，且靠近导轮；所述的托板温度传感器的一端与所述的托板的侧面相接，另一端与所述的控制装置的一端相接，所述的托板应力传感器的一端与所述的托板的侧面相接，另一端与所述的控制装置的一端相接，且所述的托板应力传感器设于所述的托板温度传感器的下方；所述的数据库系统与所述控制装置的另一端相接。3.根据权利要求2所述的圆柱滚子超精磨削精度和表面质量在线监测装置，其特征在于所述的线位移传感器和混合传感器处理器、A/D转换装置、导轮位置传感器、托板温度传感器、托板应力传感器以及磨轮位置传感器均接于所述控制装置的同一端，所述的数据库系统接于所述控制装置的另一端。4.根据权利要求2所述的圆柱滚子超精磨削精度和表面质量在线监测装置，其特征在于所述的磨轮表面设有磨粒。5.根据权利要求2所述的圆柱滚子超精磨削精度和表面质量在线监测装置，其特征在于所述的托板下方连接有托板进给机构。6.一种由权利要求1所述的圆柱滚子超精磨削精度和表面质量在线监测装置实现的在线监测方法，其特征在于该方法由以下步骤实现: (1)当磨削加工时，所述的圆柱滚子设于所述的磨轮和导轮之间的垂直方向支撑的托板上，所述的圆柱滚子以接近导轮的速度转动，所述的磨轮的转动速度比所述的导轮速度快，由此形成磨轮对圆柱滚子的磨削。 (2)所述的表面质量检测系统米用激光管作为光源，其射出光为一对偏正面互相垂直的线偏振光，经圆柱滚子反射进入物镜，这一对线偏振光经两个布儒斯特窗分别取出两个纵模强弱变化信号，送入稳频装置，进行热稳频，使其两个纵模同时存在，其余光束经光学测量装置后，形成两路信号，即测量信号和参考信号，被测工件的表面微观信息就包含在测量信号中，两路信号经高频放大器以后，进入相位测量装置比相，其输出的电压信号通过A/D转换装置转变为数字信号，由控制装置进行处理，通过对磨轮上磨粒的大小和结合剂的种类跟表面质量检测的结果进行比对分析，选择出合适磨削圆柱滚子的磨粒的大小和结合剂。 (3)所述控制装置根据温度力学测试系统中磨轮位置传感器、导轮位置传感器、托板温度传感器和托板应力传感器检测的结果控制所述磨轮的转速、所述托板进给机构上下左右运动，从而实现闭环控制。 (4)所述尺寸精度在线测量系统采用一种混合法误差分离方法，在圆柱滚子周上采用两个激光传感器，一个线位移传感器，一个是线位移和角度组合的混合传感器，可以将圆度误差和主轴运动误差分离，根据尺寸精度在线测量系统检测的结果，通过对不同阶段的加工工艺参数进行阶段性调整，在加工初期保证工件材料余量的去除，在后期保证加工精度。 (5)所述的数据库系统，通过表面质量检测系统、温度力学测试系统和尺寸精度在线测量系统检测的数据，这些数据将被记录用于数据库的推理和学习。结合所建立的工艺参数专家数据库，针对不同加工对象借助推理机制进行推理，顺序搜索知识库中的控制模式，并选择合理的加工工艺参数。
【专利摘要】本发明公开了一种圆柱滚子超精磨削精度和表面质量在线监测装置及在线监测方法，该在线监测装置包括圆柱滚子磨削系统、表面质量检测系统、尺寸精度在线测量系统、温度力学测试系统和数据库系统。该在线监测方法包括对圆柱滚子的磨削，对圆柱滚子表面质量的检测，控制所述磨轮的转速、所述托板进给机构上下左右运动，以及对尺寸精度在线测。本发明可实现滚子加工过程中的实时控制，以保证加工质量的稳定性及一致性。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN105277235
【申请号】CN201510648060
【发明人】钟美鹏, 左春柽, 钱苏翔, 吴喆, 朱海滨
【申请人】嘉兴学院
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月29日