一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构及抑制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，包括微调装置和控制系统，微调装置包括底座、位于底座上方的工作台以及均位于底座和工作台之间的三根调节组件；三根调节组件包括三根支撑杆、均安装于底座上的三个套筒和均安装于底座上的三个阻尼，各阻尼与各套筒分别一对一配设，三个阻尼分别位于套筒内，三根支撑杆分别套设于套筒内，三根支撑杆的上端均以相对工作台摆动的方式安装于工作台上，三根支撑杆的下端分别与阻尼相连接，支撑杆的下端位于套筒内。当磨削件对工件进行磨削，通过对工件的微调来达到对磨削力的控制，使得磨削力始终处于磨削阈值之下，避免工件产生磨削裂纹。本发明专利技术还提供了一种用于抑制磨削裂纹产生的抑制方法。

An Intelligent Regulating Mechanism for Suppressing Grinding Cracks and Its Suppression Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构及抑制方法
本专利技术涉及磨削领域，更具体地说涉及一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构及抑制方法。
技术介绍
针对硅晶片、蓝宝石或陶瓷等硬脆材料(即工件)，常需要在它们的表面采用磨抛来完成最后的精加工，然而，由于机床误差和刚度等问题，对工件进行精加工时机床存在无法保持相对稳定的磨削力的问题，很容易因磨削力过大而造成工件表面有裂纹，甚至破裂。有鉴于此，本专利技术人对此进行了深入研究，遂有本案的产生。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，其能够微量调节工件的位移和角度，以此控制工件所受的磨削力大小，避免工件因磨削力过大而产生磨削裂纹。本专利技术的另一目的是提供一种用于抑制磨削裂纹产生的抑制方法，其能够确保工件不会因磨削力过大而产生磨削裂纹。为达到上述目的，本专利技术的解决方案是：一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，包括微调装置和控制系统，所述微调装置包括底座、用于放置工件的工作台以及均位于所述底座和所述工作台之间的调节组件；所述工作台位于所述底座的上方，所述调节组件包括三根支撑杆、均安装于所述底座上的三个套筒和均安装于所述底座上的三个阻尼，三个所述阻尼与三个所述套筒分别一对一配设，三个所述阻尼分别位于对应的所述套筒内，三根所述支撑杆分别对应插设于所述套筒内，且三根支撑杆的上端均以相对所述工作台摆动的方式安装于所述工作台上，三根所述支撑杆的下端分别与所述阻尼相连接，且所述支撑杆的下端位于所述套筒内，其中，三根所述支撑杆呈品字型布置；所述控制系统包括用于测量各所述支撑杆分别沿自身轴向移动的位移量的磁栅测距装置，用于测量各所述支撑杆分别受到的压力并使各所述支撑杆定位的电磁测力装置，以及用于对所述磁栅测距装置和所述电磁测力装置传输的数据进行处理并根据处理结果控制各所述支撑杆轴向移动的控制器；其中，所述控制器内具有用于存储工件的磨削力阈值的第一存储单元。所述磁栅测距装置包括三个磁栅尺和三个磁头，三个所述磁栅尺与三根所述支撑杆分别一对一配设，三个所述磁栅尺与三个所述磁头分别一对一配设，三个所述磁栅尺分别固定插设于对应的所述支撑杆内，三个所述磁头的壳体分别安装于对应的所述套筒外的上端处，且各所述磁头的头部分别与对应的所述磁栅尺相接触，其中，三个所述磁头的输出端均电性连接所述控制器的信号输入端。所述电磁测力装置包括三组电磁铁和三匝电磁线圈，三组所述电磁铁与三匝电磁线圈分别一对一配设，三组所述电磁铁与三根所述支撑杆分别一对一配设，三组所述电磁铁分别嵌装于对应的所述支撑杆的下部内，三匝电磁线圈分别绕设于对应的所述套筒的下端外，并且，三组所述电磁铁分别位于对应的所述电磁线圈的绕设范围内，其中，每个所述电磁线圈的两端均连接所述控制器的电源输出端。所述控制系统还包括温度采样装置，所述温度采样装置包括架设于所述工作台上的采样块和嵌装于所述采样块上的热电偶传感器，所述采样块的磨削面与所述热电偶传感器的感应面处于同一平面内，所述热电偶传感器的输出端电性连接所述控制器的信号输入端。各所述支撑杆的上端分别通过球铰链安装于所述工作台上，各所述球铰链均包括球安装座和以可滑动的方式安装于所述球安装座内的球头，各所述球安装座均安装于所述工作台上，各所述球头分别与对应的所述支撑杆的上端固定连接。一种用于抑制磨削裂纹产生的抑制方法，包括以下步骤：步骤A1：设定阈值：确定工件产生磨削裂纹的磨削力阈值；步骤A2：获取工件信息：获取所述磨削件磨削所述工件时，所述工件相对磨削件的位移和空间角度，并得到当前所述工件被磨削时的当前磨削力；步骤A3:获取磨削件信息：采集所述磨削件磨削采样块时产生的磨削温度信号，获得磨削温度信号集，并从所述温度信号集中提取磨削件磨削接触区温度和磨粒冲击信号，得到所述磨削件的磨削状态和所述磨削件所处的磨钝状态；步骤A4：分析判断：将所述当前磨削力和所述磨削力阈值进行对比，并结合所述磨削件当前的磨削状态和磨钝状态进行判断，根据判断结果调节所述工件相对所述磨削件的位移和空间角度，以改变所述工件受到的磨削力，从而改变所述磨削件对所述工件的磨削深度和磨削深度的方向，使所述磨削件对所述工件的磨削力稳定在所述磨削力阈值之下。所述工件安装在一智能调节机构上，所述智能调节机构包括微调装置和控制系统，所述微调装置包括底座、用于放置所述工件的工作台以及均为所述底座和所述工作台之间的调节组件，所述调节组件包括三根支撑杆、均安装于所述底座上的三个套筒和均安装于所述底座上的三个阻尼，三个所述阻尼与三个所述套筒分别一对一配设，三个所述阻尼分别位于对应的所述套筒内，三根所述支撑杆分别对应插设于所述套筒内，且三根支撑杆的上端均以相对所述工作台摆动的方式安装于所述工作台上，三根所述支撑杆的下端分别与所述阻尼相连接，且所述支撑杆的下端位于所述套筒内；所述控制系统包括磁栅测距装置和控制器，所述磁栅测距装置包括三个磁栅尺和三个磁头，三个所述磁栅尺与三根所述支撑杆分别一对一配设，三个所述磁栅尺与三个所述磁头分别一对一配设，三个所述磁栅尺分别固定插设于对应的所述支撑杆内，三个所述磁头的壳体分别安装于对应的所述套筒外的上端处，且各所述磁头的头部分别与对应的所述磁栅尺相接触；步骤A2中，三个所述磁头分别采集对应的所述磁栅尺的轴向位移量，所述控制器接收三个所述磁头采集的数据并进行处理，得到所述工件相对所述磨削件的位移和空间角度。所述控制系统还包括电磁测力装置，所述电磁测力装置包括三组电磁铁和三匝电磁线圈，三组所述电磁铁与三匝电磁线圈分别一对一配设，三组所述电磁铁与三根所述支撑杆分别一对一配设，三组所述电磁铁分别嵌装于对应的所述支撑杆的下部内，三匝电磁线圈分别绕设于对应的所述套筒的下端外，并且，三组所述电磁铁分别位于对应的所述电磁线圈的绕设范围内；步骤A2中，通过三匝所述电磁线圈和对应的所述磁铁块在通电流情况下产生的电磁力，来抵抗所述工件受到的磨削力，所述控制器提取三匝所述电磁线圈经过的电流大小并进行处理，获得所述当前磨削力的大小。所述控制系统还包括温度采样装置，所述温度采样装置包括架设于所述工作台上的采样块和嵌装于所述采样块上的热电偶传感器；步骤A3中，通过所述热电偶传感器和所述采样块，采集所述磨削温度信号，单位时间内采集到的所述磨削温度信号组合成所述温度信号集；并且，通过将所述磨削件磨削接触区温度和磨粒热冲击信号与对应的预设阈值进行比较，识别出所述磨削件的磨削状态和所述磨削件所处的磨钝状态。步骤A4中，所述控制器通过控制各所述电磁线圈经过的电流大小，来调节三个所述磁栅尺受到的电磁力的大小，各所述磁栅尺根据各电磁力的矢量和与所述当前磨削力之间的关系，带动所述工件向靠近所述磨削件的方向或远离所述磨削件的方向移动，从而改变所述工件相对所述磨削件的位移和空间角度。本专利技术一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，具有如下有益效果：通过微调装置和控制系统的设置，当磨削件对工件进行磨削时，通过电磁测力装置对各支撑杆受到的压力进行测量，各支撑杆受到的压力的总和即为磨削力，随后控制器将磨削力阈值与磨削力进行比较，并根据判断结果对工件相对磨削件的位置关系进行微调，改变工件的磨削深度，以此通过对工件的微调来达到对磨削力的控制，使得磨削本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，其特征在于：包括微调装置和控制系统，所述微调装置包括底座、用于放置工件的工作台以及均位于所述底座和所述工作台之间的调节组件；所述工作台位于所述底座的上方，所述调节组件包括三根支撑杆、均安装于所述底座上的三个套筒和均安装于所述底座上的三个阻尼，三个所述阻尼与三个所述套筒分别一对一配设，三个所述阻尼分别位于对应的所述套筒内，三根所述支撑杆分别对应插设于所述套筒内，且三根支撑杆的上端均以相对所述工作台摆动的方式安装于所述工作台上，三根所述支撑杆的下端分别与所述阻尼相连接，且所述支撑杆的下端位于所述套筒内，其中，三根所述支撑杆呈品字型布置；所述控制系统包括用于测量各所述支撑杆分别沿自身轴向移动的位移量的磁栅测距装置，用于测量各所述支撑杆分别受到的压力并使各所述支撑杆定位的电磁测力装置，以及用于对所述磁栅测距装置和所述电磁测力装置传输的数据进行处理并根据处理结果控制各所述支撑杆轴向移动的控制器；其中，所述控制器内具有用于存储工件的磨削力阈值的第一存储单元。

【技术特征摘要】
1.一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，其特征在于：包括微调装置和控制系统，所述微调装置包括底座、用于放置工件的工作台以及均位于所述底座和所述工作台之间的调节组件；所述工作台位于所述底座的上方，所述调节组件包括三根支撑杆、均安装于所述底座上的三个套筒和均安装于所述底座上的三个阻尼，三个所述阻尼与三个所述套筒分别一对一配设，三个所述阻尼分别位于对应的所述套筒内，三根所述支撑杆分别对应插设于所述套筒内，且三根支撑杆的上端均以相对所述工作台摆动的方式安装于所述工作台上，三根所述支撑杆的下端分别与所述阻尼相连接，且所述支撑杆的下端位于所述套筒内，其中，三根所述支撑杆呈品字型布置；所述控制系统包括用于测量各所述支撑杆分别沿自身轴向移动的位移量的磁栅测距装置，用于测量各所述支撑杆分别受到的压力并使各所述支撑杆定位的电磁测力装置，以及用于对所述磁栅测距装置和所述电磁测力装置传输的数据进行处理并根据处理结果控制各所述支撑杆轴向移动的控制器；其中，所述控制器内具有用于存储工件的磨削力阈值的第一存储单元。2.根据权利要求1所述的一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，其特征在于：所述磁栅测距装置包括三个磁栅尺和三个磁头，三个所述磁栅尺与三根所述支撑杆分别一对一配设，三个所述磁栅尺与三个所述磁头分别一对一配设，三个所述磁栅尺分别固定插设于对应的所述支撑杆内，三个所述磁头的壳体分别安装于对应的所述套筒外的上端处，且各所述磁头的头部分别与对应的所述磁栅尺相接触，其中，三个所述磁头的输出端均电性连接所述控制器的信号输入端。3.根据权利要求1所述的一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，其特征在于：所述电磁测力装置包括三组电磁铁和三匝电磁线圈，三组所述电磁铁与三匝电磁线圈分别一对一配设，三组所述电磁铁与三根所述支撑杆分别一对一配设，三组所述电磁铁分别嵌装于对应的所述支撑杆的下部内，三匝电磁线圈分别绕设于对应的所述套筒的下端外，并且，三组所述电磁铁分别位于对应的所述电磁线圈的绕设范围内，其中，每个所述电磁线圈的两端均连接所述控制器的电源输出端。4.根据权利要求1所述的一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，其特征在于：所述控制系统还包括温度采样装置，所述温度采样装置包括架设于所述工作台上的采样块和嵌装于所述采样块上的热电偶传感器，所述采样块的磨削面与所述热电偶传感器的感应面处于同一平面内，所述热电偶传感器的输出端电性连接所述控制器的信号输入端。5.根据权利要求1所述的一种用于抑制磨削裂纹产生的智能调节机构，其特征在于：各所述支撑杆的上端分别通过球铰链安装于所述工作台上，各所述球铰链均包括球安装座和以可滑动的方式安装于所述球安装座内的球头，各所述球安装座均安装于所述工作台上，各所述球头分别与对应的所述支撑杆的上端固定连接。6.一种用于抑制磨削裂纹产生的抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A1：设定阈值：确定工件产生磨削裂纹的磨削力阈值；步骤A2：获取工件信息：获取所述磨削件磨削所述工件时，所述工件相对磨削件的位移和空间角度，并得到当前所述工件被磨削时的当前磨削力；步骤A3:获取磨削件信息：采集所述磨削件磨削采样块时产生的磨削温度信号，获得磨削温度信号集，并从所述温度信号集中提取磨削件磨削接触区温度和磨粒冲击信号，得到所述磨削件的磨削状态和...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤芳怡，林雪莹，李钟慎，叶根廷，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35