發(fā)布時(shí)間2022-06-20，由cyanbat發(fā)布 | 關(guān)鍵詞：曲面數(shù)控加工

自由曲面CNC加工

曲面數(shù)控加工制造周期長(zhǎng)。操作人員容易疲勞。一旦發(fā)生故障，往往需要幾秒鐘的時(shí)間從人的感知中采取相應(yīng)的措施，這可能導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。
國(guó)內(nèi)外關(guān)于通用零件加工中的刀具破損和加工故障診斷的研究報(bào)告較多。其中大部分集中在聲發(fā)射、切削力或振動(dòng)監(jiān)測(cè)等方面，并取得了很大進(jìn)展。然而，處理是復(fù)雜的。具有自由曲面特征的模具和其他工件仍然缺乏有效的監(jiān)控技術(shù)。原因是過(guò)切信號(hào)難以識(shí)別。二是為實(shí)時(shí)監(jiān)控提供有效手段。本文使用當(dāng)前的信號(hào)處理工具——小波分析。

對(duì)原始信號(hào)的不同時(shí)間段和頻段進(jìn)行“聚焦”掃描，從時(shí)頻空間準(zhǔn)確提取過(guò)切信號(hào)。

1 小波分析概念小波分析是傅里葉分析的發(fā)展。它采用了徐樹新等人：自由曲面數(shù)控加工中過(guò)切的小波分析彈性小波基函數(shù)kb(t)作為積分變換函數(shù)。對(duì)于不同的頻率，分析檢測(cè)高頻特性時(shí)，自動(dòng)改變時(shí)間窗口，根據(jù)尺度參數(shù)a的伸縮（a減?。┓治鰴z測(cè)低頻特性時(shí)（a增大），自動(dòng)改變時(shí)間窗口變寬，頻率窗口自動(dòng)變窄，實(shí)現(xiàn)了不同時(shí)間段的時(shí)頻窗口自適應(yīng)變化。

基函數(shù)可以改變。沿時(shí)間軸滑動(dòng)，讓您可以隨時(shí)分析信號(hào)的任何細(xì)節(jié)。
 

2 自由曲面處理中過(guò)切信號(hào)的小波分析原理。在數(shù)控加工中，刀具端面與工件表面相交的部分稱為過(guò)切。屬于異常切割。當(dāng)工件自由曲面過(guò)切時(shí)，切削力突然發(fā)生變化，導(dǎo)致切削功率發(fā)生變化，驅(qū)動(dòng)刀具的電機(jī)電流也會(huì)隨之變化。因此，監(jiān)測(cè)電機(jī)電流隨切削力的變化，可以間接監(jiān)測(cè)刀具狀態(tài)，并從主軸電機(jī)中提取電流信號(hào)。最簡(jiǎn)單的方法是使用串聯(lián)電阻執(zhí)行 I/。

U轉(zhuǎn)換，以電壓的形式輸出，但電阻的加入改變了電機(jī)本身的負(fù)載特性，降低了測(cè)量的精度。此外，連接在電阻兩端的其他儀器必須對(duì)其進(jìn)行等效變換以暫停其電位，這無(wú)疑增加了測(cè)量系統(tǒng)的復(fù)雜性。鑒于此，本文采用磁平衡霍爾電流傳感器。傳感器本身連接到直流電源。霍爾元件內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)電機(jī)的電流輸入端連接到傳感器時(shí)，在其輸出端產(chǎn)生電流。它在霍爾元件內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)平衡的磁場(chǎng)。如果電機(jī)電流發(fā)生變化，平衡磁場(chǎng)會(huì)受到影響。為了達(dá)到新的平衡，必須相應(yīng)地改變輸出電流。因?yàn)榛魻栐谳斎牒洼敵鲋g具有良好的線性關(guān)系，其輸出信號(hào)的波動(dòng)可以間接反映電機(jī)電流的變化。

設(shè)輸出信號(hào)為f(t)，則f(t)的連續(xù)小波變換可以定義為f(t)和,)(的內(nèi)積的多分辨率近似，對(duì)應(yīng)的尺度函數(shù)1，所以V/空間的基函數(shù)也應(yīng)該位于V/+i空間中，因此可以用V/+i空間的規(guī)范正交基在V的正交投影中分別表示1和2'的逼近/+i和V/。根據(jù)投影定理，分辨率2'的細(xì)節(jié)信號(hào)應(yīng)該是原始信號(hào)在V/的正交互補(bǔ)空間上的正交投影，大約為V+1。設(shè)這個(gè)正交互補(bǔ)空間為W /， 那是，W/空間2/(x -2/n)的基函數(shù)也應(yīng)該位于V/+i空間中，所以也可以用V+1空間中的規(guī)范正交基公式(5)來(lái)表示signal/(t)GV+1，

則上式表明f(t的離散逼近Af)可以從更高層次的離散逼近Ad+i/pass filter得到。f(t)的細(xì)節(jié)信號(hào)D/f也可以從更高層次的離散逼近Ad+i/通過(guò)另一個(gè)濾波器得到。濾波器 h(n)g(n) 由縮放函數(shù) h(t) 和小波函數(shù)⑴的內(nèi)積定義。如果原始信號(hào)A0f有N個(gè)樣本，只需給出所謂的a，b(t)-a小波基函數(shù)，當(dāng)a>1(t)時(shí)波形拉伸，當(dāng)a<1時(shí)，對(duì)于計(jì)算機(jī)采樣的數(shù)字信號(hào)，二元信號(hào)過(guò)切小。工具2工件容易出現(xiàn)。為了簡(jiǎn)化試驗(yàn)過(guò)程，同時(shí)兼顧過(guò)切的基本特性，

對(duì)原始測(cè)量信號(hào)進(jìn)行小波分解，變換結(jié)果列在變換結(jié)果中。從變換結(jié)果可以看出，發(fā)生過(guò)切時(shí)，小尺度（高頻）的反射不明顯，但在第四尺度上過(guò)切特征明顯。表明在實(shí)際監(jiān)測(cè)中，可以在這個(gè)尺度上設(shè)置一個(gè)閾值來(lái)識(shí)別切割狀態(tài)，其橫切點(diǎn)在小波變換圖中的時(shí)頻兩個(gè)方向上都準(zhǔn)確定位，便于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè). 3.2 橫切試驗(yàn)兩種試驗(yàn)條件：銑刀直徑為10mm，切削深度=0.5mm，主軸轉(zhuǎn)速n=500r/min，進(jìn)給速度v=150mm/min，過(guò)切深度Q1mm，工件材料為A潮，刀具材料為高速鋼。從圖中可以看出實(shí)測(cè)信號(hào)及其小波分解。從圖中可以看出，在高頻范圍內(nèi)過(guò)切點(diǎn)并不明顯。

同樣在第四個(gè)刻度上，過(guò)切特征清晰地顯示出來(lái)。4 結(jié)束語(yǔ) 小波變換為信號(hào)的時(shí)頻定位 提供數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，采用小波分析方法，可以同時(shí)從時(shí)域和頻域?qū)π盘?hào)進(jìn)行分析，對(duì)點(diǎn)進(jìn)行精確的時(shí)頻定位出于興趣。在工件自由曲面的數(shù)控加工中，過(guò)切是一種常見的失效形式。入口點(diǎn)包含豐富的頻率信息，但僅從時(shí)域觀測(cè)很難獲得過(guò)切的相關(guān)信息。小波分析可以觀察不同時(shí)間和不同段的信號(hào)，可以準(zhǔn)確提取頻率突變點(diǎn)的各種信息。

它表明，在時(shí)間上，空間使用“聚焦”掃描來(lái)觀察過(guò)切信息。雖然在某些頻段反射不明顯，但在其他頻段，小波系數(shù)值明顯突出，可以有效地實(shí)時(shí)識(shí)別刀具的切削狀態(tài)。刀具狀態(tài)監(jiān)控奠定基礎(chǔ) 并能準(zhǔn)確提取頻率突變點(diǎn)的各種信息。

它表明，在時(shí)間上，空間使用“聚焦”掃描來(lái)觀察過(guò)切信息。雖然在某些頻段反射不明顯，但在其他頻段，小波系數(shù)值明顯突出，可以有效地實(shí)時(shí)識(shí)別刀具的切削狀態(tài)。刀具狀態(tài)監(jiān)控奠定基礎(chǔ) 并能準(zhǔn)確提取頻率突變點(diǎn)的各種信息。它表明，在時(shí)間上，空間使用“聚焦”掃描來(lái)觀察過(guò)切信息。雖然在某些頻段反射不明顯，但在其他頻段，小波系數(shù)值明顯突出，可以有效地實(shí)時(shí)識(shí)別刀具的切削狀態(tài)。刀具狀態(tài)監(jiān)控奠定基礎(chǔ)

上一篇：螺紋CNC銑削加工  下一篇：稀土能有效提高鑄不銹鋼韌性

文章來(lái)源：@青蝠科技   作者：@青蝠科技

鎂合金cnc加工
  • CNC精密加工
  • 精密壓鑄
最新動(dòng)態(tài)

2022-08-06 14:12:15
什么是不銹鋼？
不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡(jiǎn)稱。...

2022-08-06 14:07:09
什么是鋁合金1060？
鋁1060是在純鋁中加入少量銅制成...

2022-08-06 14:00:07
什么是鋁合金6063？
6063鋁材廣泛用于建筑鋁門窗、幕...

2022-08-04 11:56:08
什么是鋁合金7075？
7075鋁合金是一種冷處理鍛造合金...

2022-08-04 11:53:26
什么是鋁合金2024?
2024鋁為Al-Cu-Mg系鋁合金，2024鋁...

2022-08-04 11:49:59
什么是鋁合金5052？
5052鋁合金屬于Al-Mg系合金，應(yīng)用...

2022-08-04 11:41:03
什么是鋁合金6061？
6061鋁是一種熱強(qiáng)化合金，具有良好...

2022-07-25 11:54:22
鎂壓鑄的主要優(yōu)點(diǎn)
如果情況需要，鎂比其他金屬具有許...