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《基于切削力實現(xiàn)銑刀狀態(tài)監(jiān)測的特征值選取的研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、Techn0IogyandTest'1"暑董；與檢測基于切削力實現(xiàn)銑刀狀態(tài)監(jiān)測的特征值選取的研究夏海濤孟廣耀劉松年胡知音劉英(青島理工大學機械工程學院，山東青島266033)摘要：對于采用單一切削力傳感器實現(xiàn)刀具狀態(tài)監(jiān)測，進行了實驗研究。分別對切削力信號進行了時域分析和小波分析，選取了合理的監(jiān)測特征。對于單一傳感器無法實現(xiàn)高精度監(jiān)測的問題，提出了多傳感器融合的方法，實驗與仿真結果驗證了可行性。關鍵字：刀具監(jiān)測切削力特征值切削溫度中圖分類號：TP274文獻標識碼：ATheResearchofSelectingCharacteristicValueforReal
2、izingMillingCutterReal——timeMonitoringBasedonCuttingForceXIAHaitao，MENGGuangyao，LIUSongnian，HUZhiyin，LIUYing(SchoolofMechanicalEngineering，QingdaoTechnologicalUniversity，Qingdao266033，CHN)Abstract：Theexperimentresearchhasbeendoneonrealizingreal—timemonitoringofmillingcutterbycuttin
3、gforcesensoronly．Bytimedomainanalysisandwaveletanalysis，thecuttingforcesignalhasbeenseparatelyanalyzed．Thepropercharacteristicvaluehasbeenselected．Themethodofmulti—sensorfusionhasbeenputforwardtoachievethemonitoringinhighprecisionbyonesensoronly．Theresultsofexperimentandsimulationp
4、rovedthefeasibility．Keywords：ToolMonitoring；CuttingForce；CharacteristicValue；CuttingTemperature銑刀的磨損狀態(tài)嚴重影響著工件的表面加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。因此，國標中已經(jīng)規(guī)定了銑刀磨損量的許√塞c一，(2)用范圍。但是由于銑削過程的復雜性，人們很難通過信號的頻域分析特征采用能量頻譜圖，其傅里葉銑削時間去判斷銑刀的磨損狀態(tài)。因此實現(xiàn)銑刀磨損變換形式為的在線實時監(jiān)測具有良好的經(jīng)濟效益和科研價值。在．()=DFTIx()]=∑(￡)(e)銑刀磨損監(jiān)測中，切削力信號被認為是最合適
5、的，因為t=00≤09≤N—l(3)對于刀具磨損和破損的監(jiān)測，切削力信號能提供一個小波分析包括小波去噪和小波重構兩部分，其離清晰的特征。那么如何選取監(jiān)測特征，以及哪種監(jiān)測散小波變換表達式為特征更有優(yōu)勢就成了現(xiàn)在面臨的最大問題¨J。∞[m，n]=(，?)=J(t)，(f)dt(4)1切削力、切削溫度信號的特征選取J一∞2實驗安排信號處理分析包括時域、頻域以及時一頻分析3種。時域特征一般包括均值、方差(標準差)、均方根、機床選用北京第一機床廠生產(chǎn)的XKA714A銑能量函數(shù)、峰值、自相關函數(shù)、互相關函數(shù)等j。切削床，配西門子802D系統(tǒng)，測力儀選用大連理工大學研過
6、程中切削力可以分為靜態(tài)力和動態(tài)力。靜態(tài)力分析制的YDx—m9702銑削測力儀。工件材料選用45≠}可以選用均值，設切削信號為(i)，i=1，2，3?Ⅳ。Ⅳ鋼(調(diào)質(zhì)處理，447．3HV)，刀片選用二菱可轉(zhuǎn)換銑刀表示樣本信號長度，其均值公式可以表示為刀片，型號為APMT1135PDER—H1，刀片材料VP15TF，1銑刀直徑為20mm，滿銑削寬度。VB值分別采用0～=1∑(1)0．1mm，0．1～0．2lrlm，0．2～0．3mm，0．3～0．4nlm，’El動態(tài)力分析可以選用標準差，可以表示為0．4～0．5mm，>0．5HIIn，背吃刀量n=0．5mm，走刀?
7、“十‘工藝與檢測Techn0l0gyand速度-廠=200mm／min，主軸轉(zhuǎn)速n=1500r／min。其監(jiān)3．2切削力信號的小波分析測系統(tǒng)構成及監(jiān)測過程如圖1。對于切削力的采集信號，，y，z三個方向分別進行小波分解重構，小波函數(shù)選用Daubechies小波，分解層數(shù)為4。得到的結果如圖3。圖1監(jiān)測系統(tǒng)結構圖及監(jiān)測過程圖3切削力的小波特征分析3實驗結果及分析由圖3可以發(fā)現(xiàn)，在VB值比較小時，切削力信號對于每組實驗重復做3次，共得到18組切削力數(shù)的頻段能量基本上是均布的，隨著VB值的增大，信號據(jù)。為了避免實驗分析的重復性，根據(jù)切削力信號的頻段能量越來越向某一頻
8、段集中，那么該頻段就是刀特點，對于切削力信號采用時域
