数控加工过程颤振识别与抑制系统.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术No．22015年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2015文章编号：1001—2265(2015)02一O117—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．02．033数控加工过程颤振识别与抑制系统佟荣磊’_，刘强(1．北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191；2．北京市高效绿色数控加工工艺及装备工程技术研究中心，北京100191)摘要：为识别和抑制数控机床加工过程中

2、的颤振现象，设计开发了一套基于切削噪声无线监测的数控加工过程颤振识别与抑制系统。通过测量和分析切削过程产生的噪声信号，结合时域与频域方法判断加工过程是否发生颤振，若发生则根据颤振频率匹配法给出主轴转速的调整建议。系统硬件部分使用工业麦克风和NI无线设备采集加工过程噪声信号并无线传输至计算机，软件部分包括采集设置、数据存储、信号分析等相关功能。实验证明，系统对实际加工过程的颤振现象判断准确，抑制明显。关键词：颤振识别；颤振抑制；切削噪声；无线监测中图分类号：TH164；TG506文献标识码：AChatterRecog

3、nitionandSuppressionSystemofNCMachiningTONGRong．1ei．-．LIUQiang'(1．SchoolofMechanicalEngineering&Automation，BeihangUniversity，Beijing100191，China；2．BeijingEngineeringTechnologicalResearchCenterofHighEficientandGreenCNCMachiningProcessandEquip—ment，Beijing100191

4、，China)Abstract：TorecognizeandsuppresschatterphenomenonofNCmachiningprocess，achatterrecognitionandsuppressionsystemisdesigned．Itdetermineschatterphenomenonbythemeasurementsofaudiosignalduringmachinetoolcuttingprocess．Adoptingtime—domainandfrequency—domaincombi

5、nedmethod，thea-nalysisoftheacquiredsignalisusedinchaaerrecognition．Toeliminatechauerphenomenon，itwillalsoproposearecommendedspindlespeedtomatchthechatterfrequency．IndustrialmicrophoneandN1wirelesstestingequipmentcomposedthehardwarepartofthissystem．Itacquiresan

6、dtransmitsaudiosignaltocom—puter．Wi—Fitechniqueisusedtosimplifytheconnection，andthesoftwarepartincludesacquisitionsetup，datastorage，signalanalysisandotherrelatedfunctions．Experimentsshowthatchatterrecognitioncapacityiswell，andtheeffectofchattersuppressionisobv

7、iously．Keywords：chatterrecognition；chattersuppression；cuttingnoise；wirelessmonitoring所需设备昂贵，难以实际应用。声音信号可以反映振O引言动信息，通过对切削过程中的噪声信号进行测量、分数控加工具有加工效率高，加工质量好、精度高，析，判断切削过程是否产生颤振是一种行之有效的方生产周期短、成本低等突出优势，是适应市场剧烈竞争法。此外，分析噪声信号的功率谱还可以辨识出颤和快速变化的最有前途的先进制造技术之一。高速数振频率，为抑制颤振铺平道

8、路。控加工中最典型的不稳定情况就是切削颤振⋯。因由于机床环境复杂，采用无线传输技术可以有效此，对颤振的研究是解决机床高速加工稳定性的重要解决实际应用中布线困难、反复拆装、操作繁琐等问途径。题。本文采用工业麦克风、高速采集卡及无线机箱采在加工中，为避免出现颤振现象，除了合理选择切集切削过程的噪声信号，根据相关理论编写优化算法削参数外，还需使用传感器进行监视。识