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鳺&基于小波分析的便携式数控机床刀具磨损监测系统机床与液压曾祥超硇,,江苏南京;暇┕,,,刀具磨损在机械加工中普遍存在,研究刀具磨损可以大大提高机械加工效率,降低加工成本,具有较大的经济效应。但由于刀具磨损机理比较复杂,直到现在我国对机械加工中刀具磨损的监测也只是处在研究阶段。近年来,随着高性能病以及的广泛应用,机械加工的效率、,同时对全自动化生产也提出了更高的要求,发展趋势也由以前的一名操作人员看管一台机床到一个车间只需要一名操作人员看管,这就要求数控机床能够自动监测刀具状态,及时了解正在使用的刀具磨损情况,从刀具寿命、磨损量、刀具破裂等形式的刀具故障对刀具工作状态进行监控,并在刀具磨损达到设定磨损量时及时报警,以避免因刀具磨损过度带来的加工误差。作者设计了一套便携式监测系统,它能够随时监测数控机床刀具在切削加工中的各种参数信息,实时评估刀具磨损状态,并在刀具到达磨损极限或破裂前报警,降低由刀具故障引起的损失。〔ǚ治隹7⒘吮阈数控机床刀具磨损监测系统。现场测试表明:该系统性能可靠,操作简单,携带方便,适合数控机床刀具磨损监测。测试及数据处理原理测试原理数控机床刀具磨损妻可分为鼋锥危撼跗阼磨损阶段、正常磨损阶盛段和剧烈磨损阶段。刀具磨损过程可用图怼示。测量刀具磨损的方法很多,有光纤测量法、切削力法、电功率测量法、声发射检测法以及振动测量法等。考虑到复杂的现场作者简介:曾祥超,男,硕士研究生,主要研究方向为数控机床刀具磨损监测。电话:珽—:年月第卷第期痡..—..摘要:基于虚拟仪器软件开发平台和芟呒际豕菇吮阈绞鼗驳毒吣ニ鸺嗖庀低常佑布软件两方面详细论述系统设计思想和关键技术。给出了基于ㄐ诺亩喙δ苁莶杉涞纳杓品桨负驮砜蛲肌6曰教ǖ募嗖馊砑目7⑺枷虢邢晗覆觥J笛橹っ鳎孟低衬苡行У厥迪质凳倍嗤ǖ朗莶杉⑹萘魇凳贝盘、试验数据的分析处理、历史数据查询和波形回放、生成及打印实验报告等功能。关键词:刀具磨损;皇莶杉中图分类号:.文献标识码:文章编号:——牛甌琿;籇图毒吣ニ鸸收稿日期:——基金项目:江苏省自然科学基金项目甧..,瓹..甊猼::,.瑃切削时间
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捧ā—叫——吖工况环境,作者以电功率测量法为主设计了该刀具磨损监测系统。监测系统工作原理为:在切削过程中,若刀具磨损或破损时,必然会引起切削力矩的急剧增大,主轴电机的输出功率增大。根据华中科技大学实验研究表明髦峁β式ɑ崴孀诺毒吣ニ鹆康脑龃蠖咝陨升。因此从主轴输出功率的变化趋势就可以判断出刀具的磨损状况。设计中为了减小电网电压波动对监测的影响,系统增加对电网电压的监测。最终设计该系统包括以下主要功能:髦岬缁氖涑龅缌餍号测量;髦岬缁墓ぷ鞯缪共饬浚电网电压测量。数据处理原理数控机床刀具磨损是一个复杂缓变的过程,且受环境影响大,在现场监测过程中,从传感器检测到的信号并不能直接作为刀具磨损状况的识别特征,需要经过信号预处理和特征量的提取分析,并将分析结果与标准模型进行比较才能得出诊断结论。功率谱分析法作为一种传统信号处理方法,常用于平稳随机信号重要的特性描述,采用该方法可以确定随机信号的频率结构,并且功率谱分析可以弱化信号的随机噪声能量,使周期信号的能量得到加强。但功率谱分析作为一种