基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，包括步驟：輸入?yún)?shù)以及設(shè)定磨盤數(shù)量為n;初始化瓷磚表面，以構(gòu)造出的初始瓷磚表面為球體表面的一塊區(qū)域，該瓷磚呈球面凸起，且表面帶有一定的粗糙顆粒；在該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削時(shí)，根據(jù)該瓷磚沿拋光線的運(yùn)動(dòng)以及磨盤在拋光線上的橫向運(yùn)動(dòng)，確定磨盤對(duì)該瓷磚的磨削極大值點(diǎn)和磨削量；利用方差和極差分析該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削后的瓷磚質(zhì)量；在該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削過程中，計(jì)算磨削能耗值;待該瓷磚表面經(jīng)過n個(gè)所述磨盤磨削完成后，輸出分析數(shù)據(jù)，該分析數(shù)據(jù)至少包括瓷磚方差、極差隨時(shí)間的變化情況和隨時(shí)間變化的磨削能耗值。
【專利說明】基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)械拋光工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建 模的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 21世紀(jì)，隨著能源的過度消耗、資源的不斷枯竭、生態(tài)環(huán)境的日益惡化，特別是全 球氣候變暖的局勢(shì)日益嚴(yán)峻，可持續(xù)制造越來越受到人們的重視。在過去，大多數(shù)的制造 企業(yè)忽略了人的福利、生態(tài)的平衡和未來的生活。而可持續(xù)制造的應(yīng)用旨在于有效并高效 地利用能源、自然資源，維持能源資源的守恒，減少浪費(fèi)以及降低制造對(duì)生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影 響。所以，為了降低工業(yè)能耗、減少自然資源的消耗、控制溫室效應(yīng)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境，世界的 各個(gè)國家都開始致力于尋找實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展和可持續(xù)制造發(fā)展的途徑。
[0003] 目前國家越來越重視節(jié)能減排的工作。陶瓷是一個(gè)高能耗的行業(yè)，許多生產(chǎn)環(huán)節(jié) 需要大量的煤、電、氣。其中，拋光環(huán)節(jié)能耗占了其中的三分之一，有非常大的節(jié)能潛力。目 前，對(duì)于陶瓷生產(chǎn)企業(yè)來說，拋光線成為唯一一個(gè)無法完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的環(huán)節(jié)，大量的人力 被消耗在對(duì)瓷磚的檢測(cè)、瓷磚的反拋上。對(duì)于拋光線，急需一套量化標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則去代替現(xiàn)有的 "粗放"生產(chǎn)，科學(xué)指導(dǎo)拋光生產(chǎn)的進(jìn)行。從而降低拋光線的能耗支出、人力投入，同時(shí)提高 產(chǎn)能與產(chǎn)出質(zhì)量。
[0004] 拋光過程當(dāng)中，影響拋光能耗的因素很多，比如拋光盤的壓強(qiáng)與轉(zhuǎn)速、時(shí)間、速度、 拋光液的濃度、加工環(huán)境的溫度、拋光盤的運(yùn)動(dòng)方式、磨料的性質(zhì)和粒度等。關(guān)于在拋光過 程中與能耗相關(guān)因素的研究，中外學(xué)者有很多的討論。早在上世紀(jì)40年代（1945)，來自美 國俄亥俄州的老一輩學(xué)者代表Merchant和M. Eugene等人大力研究了金屬切削工藝與材 料去除的機(jī)理，論述了金屬切削的基本原理并建立了金屬切削力和切削功率的理論模型， 且通過典型的觀察和計(jì)算值測(cè)試，提出了一系列的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。然而依據(jù)后來世界各 國眾多專家學(xué)者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該切削力經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式的計(jì)算值與實(shí)際測(cè)量值的差別較大。 1995年，美國California大學(xué)伯克利分校的A. A. Munoz等人提出了一種在切削加工工 藝過程中定量分析環(huán)境影響的模型，該分析模型結(jié)合了磨損特性、機(jī)械加工過程的方面，包 括工件材料的消耗、刀具消耗、切削液消耗、能量消耗等，以材料去除速度矢量和切削力為 基礎(chǔ)建立了切削能量模型和計(jì)算方程，并該研究認(rèn)為切削能耗與材料去除量、切削液、刀具 后角、材料屬性等切削參數(shù)密切相關(guān)，而與轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和切深等切削參數(shù)無關(guān)。2011年， 日本森精機(jī)公司（Mori Seiki Co.，Ltd)的Mori M等人提出機(jī)床制造業(yè)可以通過開發(fā)有 先進(jìn)功能的機(jī)器來實(shí)現(xiàn)減少能源的消耗，并在一臺(tái)立式加工中心上測(cè)量了不同條件下的能 源消耗量，通過正交試驗(yàn)法測(cè)試獲知，隨著材料去除率的變化，銑削過程消耗的電量比值在 59T333%間變化，說明了如材料去除率參數(shù)的優(yōu)化對(duì)能耗有顯著的影響。
[0005] 在陶瓷墻地磚模具加工的過程中，表面拋光是當(dāng)中極為重要的工序，其作用是消 除定厚（刮平或粗磨）過程中瓷磚表面留下的凹坑、溝痕、裂紋等缺陷，使瓷磚表面光亮，拋 光質(zhì)量決定瓷質(zhì)拋光磚的表面光潔度，因此本發(fā)明綜合考慮加工參數(shù)對(duì)加工功率的影響以 及簡化切削功率模型的計(jì)算量，認(rèn)為拋光過程的能耗與材料去除率和磨盤轉(zhuǎn)速兩項(xiàng)工作參 數(shù)有關(guān)。
[0006] 在拋光過程的建模方面，研究者在很長的一段時(shí)間里都致力于研究加工參數(shù)和材 料去除率之間的關(guān)系。其中，得到普遍認(rèn)可和采納的當(dāng)屬1972年P(guān)reston提出的著名的 Preston方程。借助半經(jīng)驗(yàn)公式的Preston方程，化學(xué)機(jī)械拋光過程可以得到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。 即Preston方程的形式為： MRR=kpv Preston方程雖不能反映研磨拋光過程的局部信息，卻對(duì)工藝有著很強(qiáng)的指導(dǎo)意義， 對(duì)研磨拋光加工起著重要影響，是廣泛應(yīng)用在磨削加工中的經(jīng)驗(yàn)公式。由Preston提出 的假設(shè)所建立的數(shù)學(xué)模型大大簡化了拋光過程，光學(xué)加工理論在很大程度上都是建立在 Preston假設(shè)的基礎(chǔ)之上，計(jì)算機(jī)控制小工具拋光技術(shù)也是以此為理論基礎(chǔ)，除了這些方 面，近幾年來，Preston方程的基礎(chǔ)作用也應(yīng)用在微晶玻璃、機(jī)器人氣囊、磁流變等拋光技術(shù) 方面。
[0007] 后來研究拋光的學(xué)者出發(fā)點(diǎn)基本上都在Preston方程。1974年，美國Arizona大 學(xué)光學(xué)中心的R. E. Wagner和R. R. Shannon等人推導(dǎo)出了計(jì)算Preston方程中比例常數(shù)k 的經(jīng)驗(yàn)公式，以深入研究CCOS用于非球面加工時(shí)材料去除量的數(shù)學(xué)模型以及研磨階段材 料的去除機(jī)理。1998年，美國克拉克森大學(xué)的Q. Luo等人[]在以化學(xué)機(jī)械拋光（CMP)的 銅作為磨料磨具的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，銅的拋光速率與拋光漿中的固體濃度呈線性增長，隨著下 行壓力和轉(zhuǎn)速的增加，拋光率也線性地增加。2004年，彭小強(qiáng)等人以Preston方程為根 據(jù)，從被加工工件表面材料去除率與壓力參數(shù)P成正比的關(guān)系出發(fā)，建立了磁流變拋光的 材料去除數(shù)學(xué)模型，并從模型和試驗(yàn)結(jié)果推出了在工藝條件下準(zhǔn)Preston系數(shù)的平均值為 I： =USxlCrilIM2 。2008年，中南大學(xué)的陳彩如[]以Preston方程假設(shè)為基礎(chǔ)，建立大平 面機(jī)械拋光均勻性分析的計(jì)算機(jī)仿真模型。2009年，陶梨[]研究了半固著磨具平面研磨過 程中工件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，借助Preston方程，建立了材料去除函數(shù)和研磨均勻性函數(shù)，并仿真 和試驗(yàn)研究表明，在主動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式下，工件轉(zhuǎn)速對(duì)工件的加工均勻性的影響最大；在擺動(dòng)方 式下，磨具轉(zhuǎn)速對(duì)工件的加工均勻性的影響最大，而擺動(dòng)周期對(duì)磨具均勻磨損的影響最大。 2011年，以Preston方程作為表面材料去除的數(shù)學(xué)模型，周祖兵等人[]探討了微晶玻璃板 材拋光工藝中的工作參數(shù)：通過增大磨頭的工作壓力、增大磨頭轉(zhuǎn)速、調(diào)節(jié)拋光時(shí)間等方法 可以提高磨削效率，再針對(duì)其硬度高、致密性高、板坯表面平整度差等特性提出了改善微晶 玻璃拋光加工過程的方法。Preston方程在拋光領(lǐng)域已經(jīng)被證實(shí)是一條可靠的規(guī)律。
[0008] 目前，大多數(shù)的研究都使用實(shí)驗(yàn)方法，較少的研究是使用建模仿真的方法，從微觀 的角度探討加工參數(shù)對(duì)材料表面形成過程的影響。元胞自動(dòng)機(jī)正是能用于微觀仿真的一個(gè) 有效的方法。元胞自動(dòng)機(jī)也是一種離散的動(dòng)力學(xué)模型，其精華在于局部的簡單結(jié)構(gòu)在一定 的局部規(guī)則作用下，產(chǎn)生整體上的"突現(xiàn)"性復(fù)雜現(xiàn)象[v]。使用元胞自動(dòng)機(jī)作為工具，能夠 細(xì)致反映拋光過程中各種精細(xì)的現(xiàn)象。最近2013年，來自臺(tái)灣國立成功大學(xué)的Kuo-Shen Chen和Shang-Lun _[]以Preston方程和接觸力學(xué)為基礎(chǔ)，提出和分析了化學(xué)機(jī)械拋光模 型，并將元胞自動(dòng)機(jī)應(yīng)用于圓片材料去除率的分析?？梢灶A(yù)見，元胞自動(dòng)機(jī)在拋光領(lǐng)域?qū)?huì) 有廣闊的研究前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的提供一種基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，能有效優(yōu)化 瓷磚的拋光過程，以尋找最佳的參數(shù)使得拋光該瓷磚所需的能耗最低。
[0010] 本發(fā)明提供了一種基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，包括步驟： A、 輸入?yún)?shù)以及設(shè)定磨盤數(shù)量為n; B、 初始化瓷磚表面，以構(gòu)造出的初始瓷磚表面為球體表面的一塊區(qū)域，該瓷磚呈球面 凸起，且表面帶有一定的粗糙顆粒； C、 在該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削時(shí)，根據(jù)該瓷磚沿拋光線的運(yùn)動(dòng)以及磨盤 在拋光線上的橫向運(yùn)動(dòng)，確定磨盤對(duì)該瓷磚的磨削極大值點(diǎn)和磨削量； D、 利用方差和極差分析該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削后的瓷磚質(zhì)量； E、 在該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削過程中，計(jì)算磨削能耗值； F、 待該瓷磚表面經(jīng)過n個(gè)所述磨盤磨削完成后，輸出分析數(shù)據(jù)，該分析數(shù)據(jù)至少包括 瓷磚方差、極差隨時(shí)間的變化情況和隨時(shí)間變化的磨削能耗值。
[0011] 作為上述方案的改進(jìn)，在保持其他輸入?yún)?shù)不變的情況下，改變瓷磚沿拋光線運(yùn) 動(dòng)的給進(jìn)速度的大小，從而輸出不同大小的磨削能耗的分析數(shù)據(jù)；其他輸入?yún)?shù)還包括： 瓷磚高度、瓷磚最高點(diǎn)凸起、刮痕高度、磨刀爪數(shù)、磨盤轉(zhuǎn)速、磨盤中心點(diǎn)與邊界距離(運(yùn)動(dòng) 極限距離)、磨盤內(nèi)徑、磨刀寬、磨刀長、鐵片寬度、瓷磚規(guī)格以及磨盤粒度數(shù)。
[0012] 作為上述方案的改進(jìn)，在對(duì)所述輸出分析數(shù)據(jù)的研究時(shí)，若得到的瓷磚的方差和 極差達(dá)到最低值時(shí)，該瓷磚對(duì)應(yīng)為經(jīng)過第m個(gè)磨盤進(jìn)行了磨削，則表示：在輸入?yún)?shù)不變的 情況下，使用n-m個(gè)磨盤可使該瓷磚的質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。
[0013] 作為上述方案的改進(jìn)，通過以下任一方式確定該瓷磚退出拋光生產(chǎn)線： (1) 利用移動(dòng)平均方法以找到該瓷磚的方差轉(zhuǎn)降而升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，該轉(zhuǎn)折點(diǎn)則為該瓷磚 退出拋光生產(chǎn)線的時(shí)間點(diǎn)，并記錄當(dāng)該瓷磚退出拋光生產(chǎn)線的時(shí)間點(diǎn)的磨削能耗值； (2) 設(shè)定一個(gè)既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)閾值，當(dāng)該瓷磚的方差下降到該閾值以下時(shí)，則作為該瓷磚 退出拋光生產(chǎn)線的時(shí)間點(diǎn)，并記錄當(dāng)該瓷磚退出拋光生產(chǎn)線的時(shí)間點(diǎn)的磨削能耗值。
[0014] 作為上述方案的改進(jìn)，所述步驟B具體包括步驟： B1、設(shè)瓷磚的基礎(chǔ)高度為; B2、給定瓷磚的厚度差為即瓷磚最大值與最小值的差為AA,那么生成瓷磚表面的 圓球半徑R符合以下方程：

【權(quán)利要求】
1. 一種基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，包括步驟： A、 輸入?yún)?shù)以及設(shè)定磨盤數(shù)量為n; B、 初始化瓷磚表面，以構(gòu)造出的初始瓷磚表面為球體表面的一塊區(qū)域，該瓷磚呈球面 凸起，且表面帶有一定的粗糙顆粒； C、 在該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削時(shí)，根據(jù)該瓷磚沿拋光線的運(yùn)動(dòng)以及磨盤 在拋光線上的橫向運(yùn)動(dòng)，確定磨盤對(duì)該瓷磚的磨削極大值點(diǎn)和磨削量； D、 利用方差和極差分析該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削后的瓷磚質(zhì)量； E、 在該瓷磚表面經(jīng)過每一所述磨盤進(jìn)行磨削過程中，計(jì)算磨削能耗值； F、 待該瓷磚表面經(jīng)過n個(gè)所述磨盤磨削完成后，輸出分析數(shù)據(jù)，該分析數(shù)據(jù)至少包括 瓷磚方差、極差隨時(shí)間的變化情況和隨時(shí)間變化的磨削能耗值。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，在 保持其他輸入?yún)?shù)不變的情況下，改變瓷磚沿拋光線運(yùn)動(dòng)的給進(jìn)速度的大小，從而輸出不 同大小的磨削能耗的分析數(shù)據(jù)；其他輸入?yún)?shù)還包括：瓷磚高度、瓷磚最高點(diǎn)凸起、刮痕高 度、磨刀爪數(shù)、磨盤轉(zhuǎn)速、磨盤中心點(diǎn)與邊界距離、磨盤內(nèi)徑、磨刀寬、磨刀長、鐵片寬度、瓷 磚規(guī)格以及磨盤粒度數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，在 對(duì)所述輸出分析數(shù)據(jù)的研究時(shí)，若得到的瓷磚的方差和極差達(dá)到最低值時(shí)，該瓷磚對(duì)應(yīng)為 經(jīng)過第m個(gè)磨盤進(jìn)行了磨削，則表示：在輸入?yún)?shù)不變的情況下，使用n-m個(gè)磨盤可使該瓷 磚的質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)。
4. 如權(quán)利要求3所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，通 過以下任一方式確定該瓷磚退出拋光生產(chǎn)線： (1) 利用移動(dòng)平均方法以找到該瓷磚的方差轉(zhuǎn)降而升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，該轉(zhuǎn)折點(diǎn)則為該瓷磚 退出拋光生產(chǎn)線的時(shí)間點(diǎn)，并記錄當(dāng)該瓷磚退出拋光生產(chǎn)線的時(shí)間點(diǎn)的磨削能耗值； (2) 設(shè)定一個(gè)既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)閾值，當(dāng)該瓷磚的方差下降到該閾值以下時(shí)，則作為該瓷磚 退出拋光生產(chǎn)線的時(shí)間點(diǎn)，并記錄當(dāng)該瓷磚退出拋光生產(chǎn)線的時(shí)間點(diǎn)的磨削能耗值。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，所 述步驟B具體包括步驟： B1、設(shè)瓷磚的基礎(chǔ)高度為; B2、給定瓷磚的厚度差為么||,即瓷磚最大值與最小值的差為那么生成瓷磚表面的 圓球半徑R符合以下方程：
其中，1丨和表示第f行第j列的元胞與瓷磚中心的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)； B3、生成波動(dòng)調(diào)整值用來模擬瓷磚表面凹凸，其中? ： ！V_,0.005j,令 = ,? + % + % ; B4、模擬刮刀留下的痕跡，令：
其中，^5為刮痕深度。
6. 如權(quán)利要求5所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，在 所述步驟C中，磨盤的運(yùn)動(dòng)可以分解為三種運(yùn)動(dòng)，第一種是瓷磚在傳送帶上運(yùn)動(dòng)，以&往前 運(yùn)動(dòng)；第二種是磨盤垂直于傳送帶的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以速度進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨盤到達(dá)邊界以 后返回；第三種運(yùn)動(dòng)是磨盤自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不影響磨盤中心點(diǎn)的位置；設(shè)定磨盤中心點(diǎn) 離瓷磚邊界距離為1時(shí)往反方向運(yùn)動(dòng)，磨盤中心點(diǎn)的位置是磨盤中心點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方 程為：
7. 如權(quán)利要求6所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，每 一所述磨盤設(shè)有長方形磨塊,設(shè)該長方形磨塊的長邊為J1、短邊為,磨盤內(nèi)圓半徑設(shè)為 磨盤在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，與瓷磚表面的接觸面是一個(gè)圓環(huán)；設(shè)定磨盤旋轉(zhuǎn)一個(gè)最小的角度以 后，使得磨盤能夠與旋轉(zhuǎn)前的磨盤位置與完全重合所需要的時(shí)間，則：

在時(shí)間內(nèi)，磨盤內(nèi)的所有點(diǎn)被磨盤磨削到的概率是. ，因此磨盤范圍 內(nèi)每個(gè)點(diǎn)被磨削的時(shí)間為：
其中，董為磨盤的外徑,！=r+lPn為磨塊數(shù)量。
8. 如權(quán)利要求7所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，在 所述步驟C中，通過以下步驟確定磨盤對(duì)該瓷磚的磨削極大值點(diǎn)和磨削量： C1、找到所有極大值點(diǎn)：若某點(diǎn)不低于它周圍的點(diǎn)，那么就把它定義為極大值點(diǎn)；將一 個(gè)元胞的鄰居定義為摩爾型鄰居，與該元胞摩爾型范圍是1的鄰居；第i行第j個(gè)元胞成為 極大值的條件是，它的高度不低于它8個(gè)鄰居的高度，設(shè)第i行第j個(gè)元胞的標(biāo)志為 ，若該元胞為極大值點(diǎn)，則= 1,否則0丨,/) = O;那么：
C2、確定被磨削的量：每一磨盤范圍內(nèi)的被磨削的點(diǎn)是磨盤范圍內(nèi)的所有極大值點(diǎn)； 切削量是所有與周圍鄰居的高度差大于O的極大值點(diǎn)的高度差最小值，即：
9. 如權(quán)利要求8所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于，在 所述步驟D中，在拋光后的瓷磚四邊與對(duì)角，依次壓上水平重物，采用不同厚度的貼片插入 重物與瓷磚的間隙，直至無法插入為止；若所有允許插入厚度一樣，則認(rèn)為該瓷磚拋光質(zhì)量 通過；參考這種方法，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型如下： 設(shè)置移動(dòng)窗口為I計(jì)算移動(dòng)窗口范圍內(nèi)的極差公式如下：
算左邊線時(shí)，令上式中I=IrL^O, J = I,計(jì)算出算上邊線時(shí)，令上式中2=1, j = 1，L別,計(jì)算出/?;算右邊線時(shí)，令上式中I =IL ,80,/ = 80,計(jì)算出;算下邊線時(shí)， 令上式中2 = D,i = iL ,亂計(jì)算出1|;算左上右下對(duì)角線時(shí)，令上式中丨=1,L，80, j'= I, 計(jì)算出/?;算右上左下角線時(shí),令上式中i=〗，L，80,/=80-/+l,計(jì)算出化； 因此,瓷磚整體的極差為： E=mnQ\) (i〇) 瓷磚的方差用以下公式進(jìn)行計(jì)算：
10. 如權(quán)利要求9所述的基于元胞自動(dòng)機(jī)的瓷磚拋光能耗建模的方法，其特征在于， 在所述步驟E中，通過以下公式計(jì)算磨削能耗值： F=C|+C|-i￥M+〇2^V(i2) 式中，p為磨削功率，單位為w; Hg為當(dāng)前所有磨削點(diǎn)的平均材料去除率；Oe, O1,02為機(jī)床的固有系數(shù)；N為磨盤的轉(zhuǎn)速； 其中，瓷磚上處于磨盤的拋光范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)的M及通過以下方式獲得： (1)基于Preston方程建立微觀的瓷磚拋光過程；Preston方程的形式為： i￥II = ^?V(13) 其中,i_為材料平均去除速率，F(xiàn)為壓力，￥為工件對(duì)拋光墊的平均相對(duì)速率；愈為 常數(shù)；
為施加在瓷磚上的壓力，^為磨盤與瓷磚的接觸面積，"可以分解為三 s V i UW U US. Ul 集 u U 個(gè)速度，V = V# +V1 + Vs，Vf表不瓷磚進(jìn)給速度，表不橫梁擺動(dòng)速度，Vh表不磨盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速 度；因此Preston公式可以變形為：
(2)設(shè)瓷磚上某一點(diǎn)A處于磨盤的拋光范圍內(nèi)，A與磨盤中心0的距離為^,如果A與 磨盤接觸，則在A點(diǎn)上的材料去除率為：
其中^是磨盤與瓷磚的等效接觸面積；而^的數(shù)值大小：
其中，J5是磨盤從一邊移動(dòng)到另一邊所需要的時(shí)間； 由于磨盤粒度數(shù)對(duì)瓷磚拋光的影響，上述S應(yīng)使用瓷磚拋光磨盤等效面積：
在上式中,為磨盤與瓷磚的接觸面積，Sff1為等效接觸面積，g為磨盤粒度數(shù),g為磨 盤最大粒度數(shù);Cf3是比例參數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104331604SQ201410542028
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】楊海東, 郭承軍, 李弘 , 伍嘉文, 楊碧霞 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)