基于功率信号的多特征值刀具磨损监控系统研究及开发

发布时间：2020-08-03 07:17

【摘要】：随着我国制造业的发展,对自动化制造的要求越来越高,因此实现对机床加工的自动化监测是保证产品生产效率和质量的重要一环。本文研制的刀具磨损监控系统是基于企业的实际加工需求,通过对加工过程出现的相关物理信号进行分析和对比,利用主轴功率信号实现刀具在加工时磨损状态的监控。采用动态加权综合评价法建立了主轴功率特征值权函数,构建了完整的刀具磨损监控方案,并在此基础上实现了对刀具磨损状态的监控。本文主要完成了以下的相关工作:(1)对刀具磨损过程中出现的物理信号进行对比,采用主轴功率信号监控刀具的磨损状态,分析零件加工中常见的刀具磨损形式。在此基础上,结合对企业现场实际加工情况,利用机床数控系统的OPC服务器对机床主轴功率信号进行采集和监控。(2)针对刀具磨损监控系统搭建过程中由于NC程序段划分较细,单独NC程序段采集数据量不足的问题,对NC程序段进行重新的划分。对采集频率波动产生的阈值与信号之间同步误差进行消除,以提高刀具磨损监控过程的准确性。(3)根据对主轴功率信号的分析,消除空载功率信号和附加载荷损耗功率信号,从而提取直接与刀具磨损有关的机床切削功率。对机床的切削功率信号进行特征值计算,通过特征值反映信号不同特性,提高监控过程的准确性。采用动态加权综合评价法构建刀具磨损综合评价模型,实现刀具磨损状态的监控。(4)对刀具磨损监控软件的总体方案和详细功能模块进行设计,开发刀具磨损监控软件。设计包含多种加工特征的零件,进行实际的加工,验证了监控系统的准确性。通过对主轴功率信号和刀具磨损形式的分析,对刀具磨损监控领域进行了深入的研究,提高了刀具磨损监控的准确性,与此同时完成了刀具磨损监控系统的设计与开发,提高了数控加工过程的自动化程度和生产安全性。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG71;TP277

【参考文献】

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本文编号：2779293