基于主轴电流信号的铣削力监测方法研究.pdf

《基于主轴电流信号的铣削力监测方法研究.pdf》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、·机械研究与应用·2015年第4期(第28卷，总第138期)研究与分析基于主轴电流信号的铣削力监测方法研究李全宝，赵兴方，王亚琪，李希彬，陈成军(1．青岛理工大学机械工程学院，山东青岛266520；2．深圳出入境检验检疫局工业品检测技术中心，广东深圳518000)摘要：基于主轴电流信号监测铣削力的方法在现代数控加工过程中具有广泛的应用前景。针对实际加工中遇到的电流信号处理的问题，利用互相关分析方法对电流信号进行处理，提取电流信号和铣削力信号的频谱特征，实验结果表明此方法对电流信号的处理效果显著，能够对铣削力信号进行监测。关键词：主轴电流；铣削力监测；互相关算法中图分类号：TG5

2、4文献标志码：A文章编号：1007-4414(2015)04-0037-03ResearchonMillingForceSupervisoryMethodBasedonSpindleCurrentSignalLIQuan-bao，ZHAOXing—fang，WANGYa-qi，LIXi—bin，CHENCheng-jun(J．CollegeofMechanicalEngineering，QingdaoTechnologicalhe，QingdaoShandong266520，China；2．IndustrialProductsTestingCenter，ShenzhenEntr

3、y-ExitInspectionandQuarantineBureau，ShenzhenGuangdong518045，China)Abstract：BasedonthefactthatthespindlecurrentsignalmonitoringthemillingforcemethodhasbroadapplicationprospectsinmodernNCmachiningprocess，accordingtothecurrentsignalprocessingproblemsthatencounteredintheactualprocess-ing，thispap

4、erisusingthecorrelationanalysismethodtodealwiththecurrentsignal，extractfrequencycharacteristicsformofthecurentsignalandthemillingforcesigna1．Theexperimentresultsshowthatthismethodiseffectiveandfeasibleincurentsignalprocessing，whichcanbeusedformonitoringthemillingforcesigna1．Keywords：spindlec

5、urrent；millingforcesupervisory；cross-corelationalgorithm0引言测力仪比较昂贵，且在安装过程中要改变机床的结刀具状态监测是实现加工过程自动化和智能化构，主要应用在实验室，在工程应用中很少见。在实的关键技术，也是提高生产效率，降低人力成本的切际工程中，基于测量主轴电流信号来表征铣削力不失实举措。研究表明，在自动化加工过程中，数控加工为一个简单有效的方法。因为在数控铣削加工中，当系统中配备刀具监测仪可以有效减少75％的故障停铣削力发生变化时，主轴电机电流会有相应的变化。机时间，提高生产效率10％～60％，提高机床利用率李小俚等人

6、的研究表明刀具负载转矩的变化将导致50％以上1-3]。除此之外，刀具状态监测不仅提高刀主轴电流信号幅值的变化；Chang等人用神经网络具本身的利用率，还可以提高工件的加工精度，延长理论建立主轴电流信号与铣削力信号之间的关系模机床的使用年限。现在国内外对刀具磨损采用的监型；华中科技大学的李斌等人通过对实验获得的测方法主要有直接监测法和间接监测法，现有的监测主轴电流和力信号的时频分析，证明了主轴电流和铣方法主要存在以下问题：其成本高，可靠性低，实时l生削力之间的相关性，可以通过监测电流间接测量铣削差，智能化自动化水平低。力J。但BuKKAPATNAM研究发现：基于铣削力与现在数控加

7、工过程中，刀具磨损监测的方法主要主轴电机之间复杂的关系，测量的信号包括各种不期有力信号、数字图像信号、振动信号、声信号、电流电望的噪声，很难用一个通用的方法表示两者间的关玄[10l压信号。计时鸣，张宪，张利等人的研究表明通过建，J、0立基于切屑图像特征估计刀具磨损、破损状态的数学笔者对实验中采集的主轴电流，铣削力信号进行模型，从而可以实现刀具状态的自动在线监测；处理，然后对电流信号进行互相关分析，提取与铣削Wang等人采用向量量化的方法从振动信号中提取刀力相关的时频信号，验证电流与铣削力在频