基于传感器增强的测力仪实验平台扩展方法.pdf

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1、70工具技术基于传感器增强的测力仪实验平台扩展方法邵文瑶，李迎光，郝小忠，刘长青南京航空航天大学摘要：针对现有测力平台无法满足大尺寸特征实验、微细切削实验以及缺乏多信号融合等问题，提出了基于传感器增强的测力仪实验平台扩展方法。以Kistler9257B压电测力仪为基础，对测力平台进行扩展。通过增加大尺寸测力板满足大尺寸特征的切削实验要求。同时增加加速度传感器，通过测量加工过程中工件的加速度，对切削力进行惯性力补偿，提高切削力的测量精度，并可用于微细切削实验。此外通过将声发射传感器监测加工过程中的声发射信号同切削力

2、和振动信号融合，为加工过程中刀具状态的辨识提供依据。验证表明，经过扩展的测力平台可以达到预期的效果。关键词：测力仪-力口速度传感器；声发射；微细切削中图分类号：TGS01．3文献标志码：AMethodofExtendingDynamometerPlatformbasedonSensorstoEnhanceShaoWenyao，LiYingguang，HaoXiaozhong，LiuChangqingAbstract：Inordertoaddresstheissuesoftherequirementforlarge

3、machiningfeaturespartsandmicro—machiningcuttingexperiment，andthefusionofmulti—sensorinformation，amethodofextendingdynamometerplatformbasedonsen—sorstoenhanceisproposedinthispaper．ThedynamometerplatformisextendedonthebasisoftheKistler9257BPiezoe·lectricdynamom

4、eter．Therequirementoflargemachiningfeaturespartsexperimentismetbyenlargingthesizeoftopplatefordynamometer．Atthesametime，anaccelerationsensorisusedtomonitorthevibrationofthepartduringthemachiningprocess，theaccuracyofdynamometerisimprovedbycalculatingthecutting

5、forceandinertialforce，SOthat，themicro—ma—chiningcuttingforcecanalsobemonitored．Inaddition，thestateofthecuttingtoolcanberecognizedbyfusingthecuttingforce，vibrationsignalandacousticemissionsignal，whicharegotduringthemachiningprocess．Theexperimentalverifi—cation

6、showsthattheproposedextendingdynamometerplatformcanachievethedesiredeffects．Keywords：dynamometer；accelerationsensor；acousticemissionsensors；micro—machining刀轨简单、试件较小的切削研究实验。1引言此外，由于微细切削加工技术具有高效率、高柔切削力是评价切削效果的重要参数，精确地测性，能够加工多种材料尤其擅长加工三维结构件，在得实际切削力具有重要的意义¨J。基于切削

7、力优制造复杂几何形状等微小零件中具有重要作用，受化加工工艺是工艺研究的一个重要途径。依据加工到越来越多的重视4。。相关研究虽然取得了一定过程中的切削力，经过数据分析，可用于优化切削参成果，但是微细切削加工依然存在很多技术难点，微数，改善切削效果，达到提高工件表面加工质量的目细切削实验的研究分析必不可少。由于加工过程中的。基于特征的加工有利于复杂工件数控加工的数刀具和工件振动引起的惯性力等因素会影响切削力字化、集成化和自动化的实现。特征作为研究工艺的测量精度，一般的测力平台无法满足微细切削实的载体，能够承载大量的零

8、件数字信息，是数控加工验的测力精度要求。技术发展趋势之一_2]。基于特征的切削实验不仅在加工过程中，由于复杂的加工状况或不合理要研究单个特征对机械加工中切削力的影响，还要的参数会造成刀具磨损甚至崩刃，这些异常加工情研究多个特征以及不同特征组合对机械加工中切削况会使切削力增大和刀具振动加剧，影响工件的加力的影响。为了完成多个特征的切削实验，实验工工质量，甚至造成零件报废。因