发布时间2022-06-20,由cyanbat发布 | 关键词:曲面数控加工

自由曲面CNC加工

曲面数控加工制造周期长。操作人员容易疲劳。一旦发生故障,往往需要几秒钟的时间从人的感知中采取相应的措施,这可能导致产品报废,造成严重的经济损失。
国内外关于通用零件加工中的刀具破损和加工故障诊断的研究报告较多。其中大部分集中在声发射、切削力或振动监测等方面,并取得了很大进展。然而,处理是复杂的。具有自由曲面特征的模具和其他工件仍然缺乏有效的监控技术。原因是过切信号难以识别。二是为实时监控提供有效手段。本文使用当前的信号处理工具——小波分析。

对原始信号的不同时间段和频段进行“聚焦”扫描,从时频空间准确提取过切信号。

1 小波分析概念小波分析是傅里叶分析的发展。它采用了徐树新等人:自由曲面数控加工中过切的小波分析弹性小波基函数kb(t)作为积分变换函数。对于不同的频率,分析检测高频特性时,自动改变时间窗口,根据尺度参数a的伸缩(a减小)分析检测低频特性时(a增大),自动改变时间窗口变宽,频率窗口自动变窄,实现了不同时间段的时频窗口自适应变化。

基函数可以改变。沿时间轴滑动,让您可以随时分析信号的任何细节。
 

2 自由曲面处理中过切信号的小波分析原理。在数控加工中,刀具端面与工件表面相交的部分称为过切。属于异常切割。当工件自由曲面过切时,切削力突然发生变化,导致切削功率发生变化,驱动刀具的电机电流也会随之变化。因此,监测电机电流随切削力的变化,可以间接监测刀具状态,并从主轴电机中提取电流信号。最简单的方法是使用串联电阻执行 I/。

U转换,以电压的形式输出,但电阻的加入改变了电机本身的负载特性,降低了测量的精度。此外,连接在电阻两端的其他仪器必须对其进行等效变换以暂停其电位,这无疑增加了测量系统的复杂性。鉴于此,本文采用磁平衡霍尔电流传感器。传感器本身连接到直流电源。霍尔元件内部会产生磁场。当电机的电流输入端连接到传感器时,在其输出端产生电流。它在霍尔元件内部产生一个平衡的磁场。如果电机电流发生变化,平衡磁场会受到影响。为了达到新的平衡,必须相应地改变输出电流。因为霍尔元件在输入和输出之间具有良好的线性关系,其输出信号的波动可以间接反映电机电流的变化。

设输出信号为f(t),则f(t)的连续小波变换可以定义为f(t)和,)(的内积的多分辨率近似,对应的尺度函数1,所以V/空间的基函数也应该位于V/+i空间中,因此可以用V/+i空间的规范正交基在V的正交投影中分别表示1和2'的逼近/+i和V/。根据投影定理,分辨率2'的细节信号应该是原始信号在V/的正交互补空间上的正交投影,大约为V+1。设这个正交互补空间为W /, 那是,W/空间2/(x -2/n)的基函数也应该位于V/+i空间中,所以也可以用V+1空间中的规范正交基公式(5)来表示signal/(t)GV+1,

则上式表明f(t的离散逼近Af)可以从更高层次的离散逼近Ad+i/pass filter得到。
f(t)的细节信号D/f也可以从更高层次的离散逼近Ad+i/通过另一个滤波器得到。滤波器 h(n)g(n) 由缩放函数 h(t) 和小波函数⑴的内积定义。如果原始信号A0f有N个样本,只需给出所谓的a,b(t)-a小波基函数,当a>1(t)时波形拉伸,当a<1时,
对于计算机采样的数字信号,二元信号过切小。工具2工件容易出现。为了简化试验过程,同时兼顾过切的基本特性,

对原始测量信号进行小波分解,变换结果列在变换结果中。从变换结果可以看出,发生过切时,小尺度(高频)的反射不明显,但在第四尺度上过切特征明显。表明在实际监测中,可以在这个尺度上设置一个阈值来识别切割状态,其横切点在小波变换图中的时频两个方向上都准确定位,便于实时监测. 3.2 横切试验两种试验条件:铣刀直径为10mm,切削深度=0.5mm,主轴转速n=500r/min,进给速度v=150mm/min,过切深度Q1mm,工件材料为A潮,刀具材料为高速钢。从图中可以看出实测信号及其小波分解。从图中可以看出,在高频范围内过切点并不明显。

同样在第四个刻度上,过切特征清晰地显示出来。4 结束语 小波变换为信号的时频定位 提供数学基础,采用小波分析方法,可以同时从时域和频域对信号进行分析,对点进行精确的时频定位出于兴趣。在工件自由曲面的数控加工中,过切是一种常见的失效形式。入口点包含丰富的频率信息,但仅从时域观测很难获得过切的相关信息。小波分析可以观察不同时间和不同段的信号,可以准确提取频率突变点的各种信息。

它表明,在时间上,空间使用“聚焦”扫描来观察过切信息。虽然在某些频段反射不明显,但在其他频段,小波系数值明显突出,可以有效地实时识别刀具的切削状态。刀具状态监控奠定基础 并能准确提取频率突变点的各种信息。

它表明,在时间上,空间使用“聚焦”扫描来观察过切信息。虽然在某些频段反射不明显,但在其他频段,小波系数值明显突出,可以有效地实时识别刀具的切削状态。刀具状态监控奠定基础 并能准确提取频率突变点的各种信息。它表明,在时间上,空间使用“聚焦”扫描来观察过切信息。虽然在某些频段反射不明显,但在其他频段,小波系数值明显突出,可以有效地实时识别刀具的切削状态。刀具状态监控奠定基础


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文章来源:@青蝠科技   作者:@青蝠科技


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