Monitoring of the cylindrical plunge grinding process

• Autorzy: Lajmert P. , Leżański P.

Warianty tytułu

PL

Monitorowanie szlifowania kłowego wałków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a monitoring system for external cylindrical plunge grinding and results of analysis of process variables which can be used in process automatic supervision. The monitoring system consists of sensors for grinding force components, vibration and acoustic emission measurements as well as a workpiece diameter and out-of-roundness sensor and a sensor for grinding wheel surface topography and waviness measurement. A specialized software is developed for control and measurement tasks of the system with the use of Borland C++ environment. Furthermore, the paper presents analysis of results of measurements of selected process variables carried out during a set of grinding experiments. Measurements of the wheel circumference micro- and macrogeometry as well as the workpiece roughness and roundness allow the process state to be reliably correlated with these variables monitored during grinding. The test results show that using the proposed set of the process features it is possible to identify the wheel condition and other process results like roughness or heat damages of the workpiece.

PL

W artykule zaprezentowano system monitorowania szlifowania kłowego wałków oraz wyniki pomiarów wielkości procesowych, które mogą być wykorzystane do automatycznego nadzorowania stanu tego procesu. Na system składają się układy pomiaru składowych siły szlifowania, drgań, emisji akustycznej, a także przyrząd do jednoczesnego pomiaru średnicy i błędu kształtu szlifowanego przedmiotu oraz przyrządy do pomiaru zarysu profilu i falistości czynnej powierzchni ściernicy (CPS). Do sterowania procesem oraz pomiaru wszystkich wymienionych wielkości, jak również do wstępnego przetwarzania i wizualizacji danych w trybie on-line opracowano specjalne oprogramowanie w języku BORLAND C++ i Visual C++. Przedstawiono analizę wyników pomiarów drgań, emisji akustycznej i składowych siły podczas szlifowania i skonfrontowano je z pomiarami zmian w mikro- i makrogeometrii CPS celem oceny możliwości ich wykorzystania do nadzorowania stanu zużycia ściernicy.

Słowa kluczowe

EN

cylindrical plunge grinding; monitoring; control; measurements

PL

szlifowanie kłowe; monitorowanie; sterowanie; pomiary

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Archives of Mechanical Technology and Automation
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 33, no. 3
• Strony: 3--15
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., fig.

Twórcy

autor

Lajmert P.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering, Lodz University of Technology

autor

Leżański P.

• Institute of Machine Tools and Production Engineering, Lodz University of Technology

Bibliografia

• [1] Brinksmeier E., Werner F., Monitoring of grinding wheel wear, Annals of the CIRP, 1992, vol. 41, no. 1, p. 373-376.
• [2] Govekar E., Baus A., Gradisek J., Klocke F., Grabec I., A new method for chatter detection in grinding, Annals of the CIRP, 2002, vol. 51, no. 1, p. 267-270.
• [3] Hosokawa A., Mashimo K., Yamada K., Ueda T., Evaluation of grinding wheel surface by means of grinding sound discrimination, JSME International Journal, 2004, Series C, 47 (1), p. 52-58.
• [4] Inasaki I., Karpuszewski B., Lee H.-S., Grinding chatter - origin and suppression, Annals of the CIRP, 2001, vol. 50, no. 2.
• [5] Jemielniak K., Automatyczna diagnostyka stanu narzędzia i procesu skrawania, Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej 2002.
• [6] Kacalak W., Lipiński D., Krzyżyński T., On the hybrid system of quality supervising in the automated grinding process, in: Proc. of the II Int. Conf. CAMT "Modern Trends in Manu¬facturing", Wrocław 2003, p. 167-174.
• [7] Karpuszewski B., Wehmeier M., Inasaki I., Grinding monitoring system based on power and acoustic emission sensors, Annals of the CIRP, 2000, vol. 49, no. 1, p. 235-240.
• [8] Klocke F., Manufacturing processes 2. Grinding. Honing. Lapping, Berlin, Heidelberg, Springer 2009.
• [9] Kwak J.-S., Ha M.-K., Detection of dressing time using the grinding forcesignal based on the discrete wavelet decomposition, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2004, Issue 1-2, p. 87-92.
• [10] Lajmert P., Kruszyński B., Wrąbel D., Identyfikacja wczesnych symptomów niepożądanych stanów procesu w szlifowaniu kłowym wałków, Inżynieria Maszyn, 2010, zeszyt nr 15, 4, p. 79-94.
• [11] Lajmert P., Wykorzystanie metod sztucznej inteligencji do sterowania i optymalizacji procesu szlifowania wzdłużnego wałków, PhD Thesis, Politechnika Łódzka 2003.
• [12] Lewandowski D., Ciśnieniowy pomiar obciążeń, in: Napędy i sterowania hydrauliczne, Wrocław 2002, p. 144-150.
• [13] Leżański P., Ocena przydatności wybranych wielkości procesowych do nadzorowania stanu procesu szlifowania wgłębnego, Inżynieria Maszyn, 2010, nr 15, 4, p. 95-112.
• [14] Leżański P., Lajmert P., Zastosowanie parametrów krzywej udziału materiałowego do oceny zużycia ściernicy, Zeszyty Naukowe Wydziału Mechanicznego Politechniki Koszaliń¬skiej, 2004, nr 36, p. 275-282.
• [15] Liao T.W., Feature extraction and selection from acoustic signals with an application in grinding wheel condition monitoring, Engineering Application of Artificial Intelligence, 2010, 23, p. 74-84.
• [16] Rafałowicz J., Leżański P., Lajmert P., Sterowanie i nadzorowanie procesu szlifowania kłowego wałków, in: Obróbka ścierna - podstawy i technika, red. K.E. Oczoś, Rzeszów, Ofi¬cyna Wydawnicza Politechnki Rzeszowskiej 2000, p. 89-117.
• [17] Teti R., Jemielniak K., O'Donnell G., Dornfeld D., Advanced monitoring of machining operations, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 2010, vol. 59, no. 2, p. 717-739.
• [18] Tönshoff H.K., Friemuth T., Becker J.C., Process monitoring in grinding, Annals of the CIRP, 2002, vol. 51, no. 2, p. 551-571.
• [19] Wang L., Gao R.X. (Ed.), Condition Monitoring and Control for Intelligent Manufacturing, London, Springer 2006.
• [20] Wang Z., Willett P., DeAguiar P.R., Webster J., Neural network detection of grinding burn from acoustic emission, International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2001, no. 41, p. 283-309.
• [21] Warkentin A., Bauer R., Analysis of wheel wear using force data in surface grinding, Transaction of the CSME/de la SCGM, 2003, p. 193-204.
• [22] Wegner K. et al., Conditioning and monitoring of grinding wheels, CIRP Annals - Manufacturing Technology, 2011, vol. 60, no. 2, p. 757-777.
• [23] Wójcik R., Wpływ strumienia energii szlifowania na wybrane właściwości warstwy wierzchniej, Łódź, Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej 2006.
• [24] Wrąbel D., Teodorczyk J., Lajmert P., Leżański P., Sterowany numerycznie napęd ruchów posuwowych w szlifierkach, Report on the KBN applied project, 2000.