Sensor-Based Monitoring of Grinding Processes : Design and Implementation of a Robot-Assisted Experimental Setup

Abstract

Grinding is an important finishing process for obtaining strict requirements for surface roughness and strict parameters for dimensions. Although it is a superior finishing process, it has its difficulties. The deterioration of the grinding wheel affects the quality of the workpiece. By utilizing different sensors to monitor the grinding operation, it is possible to gather data that can be used to examine the tool’s condition. This thesis gathers information about the grinding process and an overview of commonly used sensor systems and their strengths and weaknesses, used to monitor the process. A brief examination of the signal acquisition chain used to edit the sensor signals to valid data is included. In addition, the benefits of multiple sensors monitoring the grinding process are searched. To be able to research the grinding process, an experimental setup is built to conduct experiments and gather data on the grinding process.

Hionta on tärkeä viimeistelyprosessi, jolla saavutetaan tarkat pinnankarheusvaatimukset ja mittatoleranssit. Vaikka hionta on erinomainen viimeistelymenetelmä, siihen liittyy haasteita, sillä hiomalaikan kuluminen vaikuttaa työkappaleen laatuun. Hyödyntämällä erilaisia antureita hiontaprosessia on mahdollista valvoa. Antureilta kerätyn datan avulla on mahdollista tarkkailla hiomalaikan kulumista. Tässä kandidaatintyössä kootaan tietoa hiontaprosessista sekä yleisesti käytetyistä anturijärjestelmistä ja niiden vahvuuksista sekä heikkouksista. Työssä tarkastellaan myös lyhyesti signaalinkeruuketjua, jota käytetään anturisignaalien muokkaamiseen, jotta signaaleista saadaan käyttökelpoista dataa. Lisäksi tutkitaan useiden samanaikaisesti käytettävien antureiden hyötyjä hiontaprosessin valvonnassa. Hiontaprosessin tutkimiseksi rakennetaan kokeellinen asema, jonka avulla voidaan suorittaa kokeita ja kerätä dataa hiontaprosessista.