刀具实时健康监测系统研究.pdf

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1、2010年第1O期·工艺与装备·文章编号：1001—2265(2010)10—0079—03刀具实时健康监测系统研究单宁(武警工程学院装备运输系，西安710086)摘要：为保证加工过程中工件加工质量，降低废品率，须实时监测刀具的健康状态。分析了刀具声发射检测机理，设计了一非接触式光纤F—P传感器，建立基于光纤声发射技术的刀具实时监测系统，利用虚拟仪器技术开发了切削加工过程中刀具监测的声发射信号采集和报警软件，进行了实验研究。结果表明，该系统能有效实现刀具切削过程中状态变化的非接触监测，系统软件界面友好，操作简单，具有一定的灵活性，易于扩展功能，可靠性

2、高，成本低。关键词：声发射技术；虚拟仪器；刀具；健康监测中图分类号：TG1l5；TP274文献标识码：AStudyonToolReal-timeHealthMonitoringSystemSHANNing(DepartmentofEquipmentandTransportation，EngineeringCollegeofCAPF，Xi’an710086，China)Abstract：Thehealthoftoolmustbereal-timemonitoredinordertoassurethemachiningqualityofworkpiece

3、andreducetheratioofwasterintheprocess．Inthispaper，thedetectingtheoryoftoolbasedonacousticemissionisanalyzed．Anon-contactopticalfiberF-Psensorisdesigned．Thereal-timemoni-toringsystemoftoolbasedonopticalfiberacousticemissionisestablished．Thecollectionandalarmsoft-wareofacousticem

4、issionsignalsisdevelopedbyadoptedthevirtualinstrumenttechnology．Experinaentalstudyiscarriedthrough．Theresultsshowthatthesystemcanmonitorthechangingstateoftoolinthemachiningprocessefficientlyandfastandnon—contact．Thesystemsoftwarehasafriendlyinterfaceandsimpleoperation．Ithascert

5、ainflexibility，highreliability，goodexpansibilityandlowcost．Keywords：acousticemissiontechnology：virtualinstrument；tool；healthmonitoring分为直接测量法和间接测量法两大类。直接测量法0引言主要有光学法、接触电阻法、放射性法等。间接测量随着计算机技术的不断发展，现代机械制造系法主要有温度测量法、振动分析法、声发射法、主电统正逐步朝着柔性制造系统和计算机集成制造系统机功率或电流监测法等。。。声发射检测技术具有等自动化加工系统发

6、展。而加工系统能自动地对生灵敏度高、响应时间快、使用和安装方便，不干涉切产过程中出现的故障进行实时、可靠的在线监测和削加工过程等优点。声发射信号直接来源于切削加调整是自动化加工系统的一个基本要求。因此，为工点，与刀具破损相关程度高，受切削条件变化影响了保证机械制造自动化和生产的顺利进行，需要对小，能精确可靠预报刀具破损。声发射信号频率范加工过程中所出现的故障进行有效检测。刀具是机围远远高于机械振动和环境噪声的频率范围，用高械加工过程中最基本的加工元素，刀具破损会导致通滤波器很容易得到无干扰信号，接收声发射信号加工过程中断，引起工件报废，增加废品率，使

7、机床的压电晶体传感器也很容易安装在刀具上，而不影损坏，降低机床使用率，增大生产成本，故在加工过响加工过程。因此，国内外研究结果和实际使用情程中对刀具的实时监测已成为制约切削加工发展的况普遍显示声发射监测法具有较好的应用前一个关键因素¨。景。目前用于刀具实时监测的方法有很多，大致可虚拟仪器是随着计算机技术和现代测量技术发收稿日期：2010—04—09基金项目：国家自然科学基金(50275125)作者简介：单宁(198O一)，男，山东东明人，武警工程学院讲师，博士，研究方向为检测技术及自动化，(E—mail)ssnn3193@163．corn。·79·-

8、工艺与装备·组合机床与自动化加工技术展起来的自动测试技术。它用软件取代硬件，克服正常磨损和急剧磨损。初期磨损