基于切削噪声测试的数控加工颤振识别系统

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1、基于切削噪声测试的数控加工颤振识别系统李峥刘强!北京航空航天大学机械工程及自动化学院"北京!%%%"$摘要!通过对机床切削过程中产生的噪声进行测量和分析"采用时域与频域相结合的方法判断机床是否产生切削颤振#采用虚拟仪器的思想"开发了(基于切削噪声测试的数控加工颤振识别系统)#系统硬件部分采用普通麦克风与计算机声卡进行切削噪声信号的采集%软件部分分为!信号采集"信号分析以及噪声回放三个模块#实验证明"该系统测试方法简单"判断结果准确#关键词!颤振识别噪声测量虚拟仪器数控机床+0(’’%"1%7#8).’.#)9:&’%,#/;+<(70.).)8=(&%*#)2)(>:&.&#)

2、2?*.#9.8)(>I](A.16"I]5^/;16$H@A<<=<>?.@A;1/@;=716/1..B/16;1L*:G<0;G/<1"_./A;1651/E.BF/G9"_./D/16!%%%""4)+&&’()*+,)!?.;F:B.0.1GF<>1B.‘:.1@9’L<0;/1@<0M/1.L0.GA+40;@A/

3、1/16M;F.L<1;1;=9F/F<1;:L/@<0J:G.B@<0JGA/FF9FG.0%;1LGA.F<>G3;B.A;FGAB..0

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5、%[H?*d^’别的方法有很多"最准确的是测量分析加工过程中切%!,&两部分#由麦克将声音信号转变为模拟电压信削力的变化"但该方法实际操作复杂"所需设备昂贵"号"经过计算机声卡*ed转变为便于计算机处理的数测量难以进行#声音信号反映了振动信号"通过对切字信号"由软件部分完成信号的分析处理与存储#若削加工过程中的噪声信号进行测量$分析"判断切削过需要回顾采集现场声音信号"通过扬声器播放存储的程是否产生颤振是一种行之有效的方法#传统测试分声音信号#析仪器主要由硬件实现"功能单一$成本高#随着计算机技术的发展"以软件为核心的虚拟仪器技术广泛应用于工程实践#与传统仪器相比"虚拟仪器具有价

6、格低"易扩展"能处理复杂计算"硬件部分简单等突出优势#本文采用虚拟仪器技术"以麦克风与计算机声卡相结合采集切削过程中的噪声信号"通过计算机软件对采集到的声音信号进行时域和频域分析"时频结合4软件结构设计判断机床切削过程是否产生+颤振,#该系统在?]P软件部分以I;ME/.3O$为开发平台"采用模块化!###!V!)$*设计思想进行设计#整个软件包含噪声采集"信号数"=为信号波形曲线峰谷总数#!在%与!之间变分析与噪声回放三个模块%图$&#三个模块结构$功化"当!值由%向!逐渐变化时"表明切削过程由稳定能相互独立"集成于软件主界面b]#+噪声采集,模块状态逐渐向不稳定状态过渡#判

7、断颤振是否发生的门负责声音信号的采集与存储(+信号分析,模块进行声限值一般设定为%fWh%fQ#音信号的时域$频域分析以及颤振识别(+噪声回放,模块进行噪声信号的回放#4O3噪声采集模块噪声采集模块是整个分析系统的基础"噪声采集模块主要负担噪声信号采集与存储功能#进入噪声采集模块后"通过设定+采集配置,"+采样时间,"以及+电压标定,"点击+开始采集,按钮进行噪声采集#其中"采样频率的设定取决于待测信号频率"根据采样定理进行设定"默认值为$$f%QK)N#在用户界面的右半部分显