资源描述：
《基于多传感器的刀具状态监测系统X》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第14卷第2期数据采集与处理Vol.14No.21999年6月JournalofDataAcquisition&ProcessingJun.1999X基于多传感器的刀具状态监测系统吴学忠 李圣怡(国防科技大学机电工程与仪器系 长沙,410073)刘晓贵(长沙市第二机床厂 长沙,410007)摘要 以铣削加工为对象,研究了多刃切削加工过程的刀具状态监测问题,从系统的角度分析了刀具状态的多传感器监测原理,并以此为依据确定了采用声发射(AE)传感器和动态切削力传感器可有效地监测加工过程。文中提出了一种多传感器信号的特征提
2、取方法,该方法利用偏最小二乘法计算样本矩阵的本征值,根据置信因子确定特征维数。为验证该方法的有效性,建立了一个铣削加工实验系统,实验结果表明,该方法可在多种切削条件下获得较高的识别率。关键词:传感器;特征提取;刀具状态;监测中图分类号:TH161;TG50ToolConditionMonitoringSystemviaMulti-SensorsWuXuezhongLiShengyiDepartmentofMechanicalEngineeringandInstrument,NationalUniversityofDe
3、fenseTechnologyChangsha,410073LiuXiaogui(ChangshaNo.2MachineToolPlantChangsha,410007)AbstractIssuesontoolconditionmonitoringinmulti2edgescuttingarestudied,theprincipleofmonitoringtoolconditionviamulti2sensorsisanalyzed,andthea2cousticemission(AE)anddynamiccutti
4、ngforceisusableasasensingalternativeforcuttingprocessmonitoring.Also,amethodoffeatureextractingispresented,whichcalculatestheeigenvalueusingthemethodofpartialleastsquares(PLS),anddeterminesthedimensionsoffeaturebybelievablefactor.Inordertoverifyitsva2lidity,ane
5、xperimentalsystemformillingissetup.Theresultsindicatethatitiseffectiveunderarangeofcuttingconditions.Keywords:sensors;featureextracting;toolcondition;monitoringX国家自然科学基金和国防预研基金资助项目。 收稿日期:1998204228;修改稿收到日期:1998206218©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.
6、Allrightsreserved.第2期吴学忠,等:基于多传感器的刀具状态监测系统201对于刀具状态监测系统而言,要求它对刀具磨损非常敏感,而对切削条件的变化不敏感。显然,仅引 言使用AE信号无法有效监测刀具磨损,而必须在监近年来高性能CNC机床、柔性制造系统及计算测系统中增加其他类型的传感器,才能有效地提高机集成制造系统的推广应用,以及新刀具新材料的监测系统的性能。有实验表明,切削力的幅值大小对不断涌现,对提高生产率、改善加工质量、获得良好刀具磨损敏感,但它同时又与切削速度密切相关,因的经济效益具有深远的影响。
7、同时也使得人们直接而切削力本身不足以用来监测刀具磨损。Cook和参与加工监测与控制的作用大大降低。研究表明,Martin的研究表明,切削力谱可用来反映切削力的CNC机床配备刀具监控系统后可减少75%的故障动态特性,其对后刀面磨损较敏感,切削力方向的振停机时间,提高生产率10%～60%,提高机床利用动是由高频范围(>5kHz)和低频范围(<300Hz)率50%以上。美国Kennametal公司的研究表明,刀内的后刀面磨损引起,其中前者由刀柄的振动引起,具监控系统不仅提高了刀具本身的利用率,而且可后者由工件的振动引起。切
8、削力谱同样也受切削参避免刀具失效所导致的工件报废及机床故障,节约数(如切削速度、进给率)的影响。费用达30%。因此,为有效防止设备的损坏、工件的由此可见,AE信息和切削力信息分别与不同报废并保证机床无故障运行,就必须发展加工过程的刀具磨损形态有关。AE对切削过程的微观特性[1～3](如切削区的塑性变形和摩擦)敏感,而切削力谱对的智能监测技术。文
