滚珠丝杠螺母非接触式自动对刀技术研究(4)
载着工件作X轴向的往复运动，同时砂轮缓慢向下运动，主轴电机驱动砂轮轴作
恒转速回转运动，计算机实时监测传感器检测到的被测量信号的变化。一旦砂轮
接触到工件发生磨削，被测量信号变化超过预定门限值即认为发生接触，此时传
感器输出一个触发信号到 CNC，CNC 快速响应该信号停止 Z 轴运动，这样对刀结
束，其示意图如图 1.2所示[8]
将声发射（AE）技术应用于磨床自动对刀的原理如图 1.3所示。在精密平面
磨床上，砂轮采用白刚玉砂轮，工件材料是 45钢。AE传感器通过夹具安装在工
作台的磁性吸盘上。从 AE 传感器输出的 AE 信号经过 40dB 增益的前置放大器放
大后，再经主放大器放大 10~40dB，此信号可直接由 FFT频谱分析仪进行频谱分
析，另一路与带通滤波器相联，经选用合适频带的滤波器可以有效地排除磨削加
工环境下的冲击、振动及切削流动等低频噪声，也可以排除电气开关噪声等高频
信号的干扰。所得到的信号经过检波器检波并进行低通平滑处理后，由波形分析
仪进行显示、记录，并可以打印输出。
由于AE信号在同一种金属介质中的衰减较小，而经过接触介质时衰减较大，
因此需要很好的解决界面的信号耦合问题。通常需在工件与工作台接触面处涂上
一定量的耦合剂，耦合剂的种类和多少会直接影响信号的传输效果，一般选用凡
士林或者工业用黄油即可，剂量以信号的传输效果最佳为宜。目前此方法对刀的
精度在0.5μ m左右[9-10]
1.2.1.3 接触式自动对刀在螺纹加工中的应用
对于螺纹的加工，一般需要经过几次切削才能达到加工要求，必须注意每次
切削时进刀点要一致，即每次要保证从螺纹螺旋线的起点切入，否则就会损坏已
切好的螺纹沟槽，造成通常所说的乱扣现象[11]
。如图1.4所示的是丝杠磨削对刀
的一种方法，检测仪侧头径向进给由液压缸和砂轮架进给驱动，移至螺纹段中间
位置接触工件，设此侧头位置坐标为工件零点。工件旋转 360º，测头在工件的
几个特定的位置检测，并将其位移变化反馈到数控系统，同时记下相应转角。数
控系统运用二分法找出径向位移量最小点，即螺纹导程最低点（见图 1.5）[12]