外文翻譯--基本計(jì)算方法和機(jī)械硬件對(duì)機(jī)器工作的相關(guān)扭矩的判斷 中文版

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1 J 本計(jì)算方法和機(jī)械硬件對(duì)機(jī)器工作的相關(guān)扭矩的判斷 I. N. · M. · K. · B. · B. 接稿 : 2011 刊發(fā) : 2011? 011 摘要 ： 在工業(yè)中，當(dāng)多主軸用于加工操作時(shí)，只有旋轉(zhuǎn)式測(cè)力計(jì)，可用于監(jiān)測(cè)。目前對(duì)于大 多數(shù)的加工中心而言，商業(yè)輪轉(zhuǎn)式測(cè)力計(jì)笨重，昂貴?；居?jì)算方法和機(jī)械硬件需要更小，更符合成本效益的基于轉(zhuǎn)矩加工監(jiān)視器（ 內(nèi)擬議裝置的扭矩信號(hào)檢測(cè)振動(dòng)，只有在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，中央計(jì)算機(jī)才與之與建立聯(lián)系。余下的刀具壽命估計(jì)和顫?rùn)z測(cè)算法的 發(fā)由商業(yè)輪轉(zhuǎn)機(jī)測(cè)力計(jì)收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)械的 余的刀具壽命估計(jì)從扭矩信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差（或方差）獲得。 術(shù)法（ 過(guò)程檢測(cè)，只有 一次性從四個(gè)樣品的基礎(chǔ)振動(dòng)的頻率估計(jì)上獲得。機(jī)械組件的 以令人滿意的找到加工中的問(wèn)題，如磨損和振動(dòng)的估計(jì)。該 一個(gè)不錯(cuò)的選擇，尤其是當(dāng)多個(gè)主軸同時(shí)工作在同一工件。 關(guān)鍵詞 ： 刀具磨損估計(jì)·振動(dòng)檢測(cè)·測(cè)力計(jì)·基于扭矩的加工監(jiān)視器·銑削·多軸加工 介紹： 國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)迫使許多廠商使用多主軸機(jī)床，以提高生產(chǎn)率。國(guó)家的最先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)，需要監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化生產(chǎn)流程，以保持質(zhì)量。研究界不斷發(fā)現(xiàn)新的方法來(lái)提高生產(chǎn)率和引進(jìn)的的判斷方法卻需要實(shí)施低成本傳感器的多年工作（ 2002 年 在本文中，計(jì)算合理工具和機(jī)械扭矩為基礎(chǔ)的加工監(jiān)視器（ 硬件介紹。所有成分旨在保持在最低的成本和計(jì)算負(fù)荷。擬議 件的性能進(jìn)行了評(píng)估在不同的實(shí)驗(yàn)。 今天，大多數(shù)廠家使用先進(jìn)的數(shù)控銑床 和車床，保持部分的質(zhì)量和運(yùn)營(yíng)的靈活性。多主軸數(shù)控機(jī)床已被廣泛采用，以進(jìn)一步提升制造業(yè)998; 994）。這些機(jī)器使用多個(gè)獨(dú)立的活主軸，以執(zhí)行一些操作，如攻絲，銑，和鉆井同步（ 工程師們已經(jīng)安裝傳感 器來(lái)以監(jiān)測(cè)刀具狀態(tài)和零件質(zhì)量，測(cè)量溫度，力，振動(dòng)和電機(jī)的電流（ 000; 術(shù)研究所， et 2005; 000; 990; 992; et 1995; 996）。使用不同的算法來(lái)檢測(cè)振動(dòng)，估計(jì)刀具磨損，確 2 定斷齒審視加工表面質(zhì)量（ et 2004; et ee 999;000;et 2004; 007; et 2006）。測(cè)力計(jì)，精確地測(cè)量切削力和扭矩在所需方向（ 收集到的數(shù)據(jù)提供了有價(jià)值的信息的加工操作，完整的工具，甚至表面粗糙度的條件。然而，這種方法也有大量的初始投資成本，需要不斷地維護(hù)和加工系統(tǒng)（明等人， 2005 年 ;貝奈斯。施密茨等人 2006 年）的一部分必須考慮 個(gè)對(duì)立的概念 與理想傳遞函數(shù)測(cè)力計(jì)的設(shè)計(jì)要求完美的調(diào)整：最大的剛性，以保持最大的彈性最大的準(zhǔn)確度（扭蛋等整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài) 1990 年 1987 年至 1997 年 ; ; 奧托 2000A， B）。其他一些監(jiān)測(cè)加工操作的低成本替代品，包括主軸的力傳感器（ 2002 年軍等。），力量戒指（雅伯和 應(yīng)變計(jì)（ 2006 年 密茨等人 2002。 ），壓電加速 2006年 壓電薄膜 1997 年 彎梁式稱重傳感器（施密茨等， 2002），軸位移測(cè)量工具可以安裝主軸和刀具之間的 要比傳統(tǒng)測(cè)力計(jì)的工作空間明顯較小，并不需要支持組件。 設(shè)計(jì)到內(nèi)部的扭矩信號(hào)分析和溝通中央計(jì)算機(jī)，無(wú)線時(shí)才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。唯一的計(jì)算工具和機(jī)械部件的文介紹了。應(yīng)設(shè)計(jì)為 子 慮現(xiàn)有的商業(yè)組件和合法的通信平臺(tái)。 在下面的章節(jié)中，提出的理論背景，計(jì)算工具，機(jī)械設(shè)計(jì)，集成系統(tǒng)的建議操作，實(shí)驗(yàn)設(shè)置，結(jié)果和建議 束。 理論背景 ： 在本節(jié)中，標(biāo)準(zhǔn)差，方差， 澤算法術(shù)（ 壓電陶瓷的壓電材料和力測(cè)量的字符特征將簡(jiǎn)要討論。在這項(xiàng)研究中的加工分析包（ 發(fā)利用 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析。數(shù)據(jù)的方差是用下面的公式計(jì)算 其中，σ為標(biāo)準(zhǔn)偏差。習(xí)近平是具有 n 個(gè)樣品的數(shù)據(jù)。 xˉ是對(duì)樣品的平均水平。很短的時(shí)間傅里葉變換（ x（ t）的時(shí)間序列 覺(jué)信號(hào)的時(shí)頻域特性的變化與下列公式計(jì)算： 其中， T 和 F 的時(shí)間和頻率。 W 表示數(shù)據(jù)的不同部分傅里葉變換（ 計(jì)算。這就是所謂的翻譯窗口。此窗 口的位置是τ（次）。 時(shí)間和頻率分辨率的矛盾。斯托克韋爾（斯托克韋爾等， 1996 年）用一個(gè)特殊的窗口。窗口的高度和寬度隨頻率的改變，同時(shí)獲得最佳的頻率和時(shí)域的決議： 3 方程的逆（ 3）提供了原始時(shí)間序列 X（ t）， S - 轉(zhuǎn)型提供了出色的信號(hào)特征信息 ;但是，它需要許多 單的微控制器或 以在很短的時(shí)間內(nèi)不執(zhí)行的計(jì)算關(guān)系和分析。當(dāng)振動(dòng)的發(fā)展，增長(zhǎng)幅度振蕩的結(jié)構(gòu)模式之一。 撒的混合進(jìn)化計(jì)算米（ 弗蘭克排（ 2010）， 。 （ 1993 年）， 1996 年）的純正弦波，通過(guò)使用下列公式計(jì)算的頻率和幅度： 其中， T 為采樣間隔。其中， F 和一個(gè)信號(hào)的頻率和振幅分別。 壓電材料產(chǎn)生時(shí)，其原始形狀改變施加張力，剪切或壓縮錫安（ 際有限公司 2002 年）的費(fèi)用。所產(chǎn)生的費(fèi)用是成正比的應(yīng)變。稱重傳感器是建立適用于外部負(fù)載的一部分，他們的壓電元件（ 2005 年圖 比斯利。燕等人，2004 年）。匹配電荷放大器可轉(zhuǎn)換成可測(cè)量的電壓根據(jù)選定的增益，線性化系統(tǒng)的特征，并提供用戶數(shù)時(shí)間常數(shù)的選擇，能夠更準(zhǔn)確地進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)測(cè)量費(fèi)。壓電 片已沒(méi)有收費(fèi)用于測(cè)量應(yīng)變振幅（ 喬普拉 2000。 人，2007 年）。在這種情況下，壓電元件，而不是只建立一個(gè)負(fù)責(zé)，就像一個(gè)能量收割機(jī)使用。降低成本，復(fù)雜性和重量測(cè)量系統(tǒng) ;然而，傳感器的響應(yīng)特性受到損害。壓電復(fù)合材料產(chǎn)生大量的電荷，當(dāng)他們受到部隊(duì)（ ， 2007）。其特征的抽動(dòng)可能會(huì)有所調(diào)整，選擇密度和方向產(chǎn)生更多 力比傳統(tǒng) . 200取數(shù)據(jù)的最佳選擇。不同長(zhǎng)度，構(gòu)成較小的 在 這項(xiàng)研究中，地圖是使用 行 譜特性計(jì)算，估計(jì)從 4 個(gè)樣品的幅度和頻率使用，并模擬該控制器的輸出。此外，基本功能和信號(hào)處理工具箱的件包被用于估計(jì)功率譜（快速傅立葉變換（ ，平方的連貫性，頻率響應(yīng)估計(jì)（信號(hào)處理 2008）。 刀具剩下的使用壽命估算程序推薦： 4 我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)（請(qǐng)參閱詳情“與磨損的扭矩特性的變化”），扭矩增加的時(shí)間或后刀面磨損的增長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)差的增量。在這項(xiàng)研究中，采用由兩個(gè)直線的解析表達(dá)式，以防止使用任何指數(shù)或其他復(fù)雜的功能，這會(huì)增 加處理器和程序的大小的計(jì)算負(fù)載。一個(gè)表達(dá)式所表示的關(guān)系從開(kāi)始的過(guò)渡點(diǎn)，其余刀具壽命，而其他的表達(dá)。轉(zhuǎn)折點(diǎn)是在我們的測(cè)試工具壽命的 2/3 左右。該控制器的編程，唯一的開(kāi)始，寧，過(guò)渡點(diǎn)和刀具壽命結(jié)束的扭矩值是必要的。扭矩的標(biāo)準(zhǔn)偏差和刀具壽命之間的關(guān)系，用以下公式表示： 其中， T 是扭矩。扭矩的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ（ T）表示。時(shí)間是 t。 應(yīng)切廷那里的坡度標(biāo)準(zhǔn)差的變化。這一點(diǎn)，可以選擇約 2/3 的刀具壽命。在我們的例子中，我們選擇了 的刀具壽命為 14,400 小號(hào)。其余的工具，生活在任何時(shí)間（ 活）（ t）是由下列公式 估 計(jì)： 刀具壽命的 T（ 是刀具壽命達(dá)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)時(shí)的扭矩值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。要獲得方程的系數(shù)。 （ 9）和（ 10），用戶應(yīng)收集選定的切削實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)條件工具，直到完全耗盡。一旦刀具磨損，用戶將確定典型的刀具壽命。應(yīng)選擇的圍的刀具壽命。應(yīng)計(jì)算的扭矩標(biāo)準(zhǔn)偏差 三例實(shí)驗(yàn)的扭矩測(cè)量。這些是新的工具時(shí)，當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá) 工具完全耗盡。 計(jì)算 分離自 T = 0 和 T = 定的標(biāo)準(zhǔn)偏差值。同樣， 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差值確定為 T = T= 數(shù)計(jì)算該式。 可以用來(lái)估計(jì)在任何給定的Σ（ T）值選定的切削條件下，保持刀具壽命。建議振動(dòng)檢測(cè)程序。建議振動(dòng)檢測(cè)算法過(guò)濾與高通濾波器，以消除刀刃加工活動(dòng)所造成的強(qiáng)迫振動(dòng)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)。顫振頻率是 300 赫茲以上，許多 選定在這項(xiàng)研究中，在 250 赫茲頻率和錯(cuò)誤操作時(shí)。截止頻率的信號(hào)四階巴特沃斯幅度估計(jì)，如果它是一個(gè)純正弦波所使用。 旋轉(zhuǎn)式測(cè)力計(jì) 件，而他們固定到主軸和旋轉(zhuǎn)執(zhí)行加工操作過(guò)于復(fù)雜和實(shí)質(zhì)性運(yùn)行，關(guān)閉錯(cuò)誤預(yù)期。此外，通過(guò)壓電復(fù)合材料的電壓輸出外部測(cè)量設(shè)備，而 轉(zhuǎn)需要復(fù)雜的儀器，并有許多障礙。 目標(biāo)是處理旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的數(shù)據(jù)，并只與固定站溝通時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。調(diào)查的 接的信號(hào)的特點(diǎn)，創(chuàng)建一個(gè)新的程序收集像一個(gè)固定的工具和旋轉(zhuǎn)工件的信號(hào)端銑。 5 圖 1:基于扭矩的加工顯示器的機(jī)械設(shè)計(jì)（ 設(shè)計(jì)（左）的上限和下限的一半，向上顯示壓電復(fù)合圓盤(pán)之間的半擴(kuò)展（右） 電復(fù)合材料 子軸承 連接到 4 組鉆孔測(cè)力機(jī)。工具是固定的另一端 有的井測(cè)力計(jì)螺栓的銑床表。要生成扭矩信號(hào)端銑的操作類似，像管工件的準(zhǔn)備，減少中間。這程序提醒類似的方法，用于鉆井固定工具（呂康 1993）的實(shí)驗(yàn)，然而，工件的幾何形狀被修改為模擬的跨 銑操作的切割。幾何 工件圖 2。工件重視主軸。在加工，工件旋轉(zhuǎn)第二下移類似演習(xí)（圖 3）。由于工作一塊有狀管，在底部的刀刃去掉了立銑刀端銑類似的芯片兩個(gè)相對(duì)較小的差異，為我們的操作應(yīng)用。第一個(gè)區(qū)別是我們的芯片厚度不變（圖 4）。第二個(gè)區(qū)別是缺少掘宗塔爾在端銑刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在我們的的情況下，刀具的切削刃尖不斷上 升，相對(duì)工件。但是，一般的字符芯片 常相似，刀刃被打斷了類似的端銑操作。 綜合 作方法的建議： 作圖是預(yù)先給出圖 5。由于外的 子雜志，唯一的計(jì)算工具和機(jī)械五金的焦點(diǎn)是已在本文討論。應(yīng)單獨(dú)使用資商業(yè)電子 線通信協(xié)議，如 藍(lán)牙齒。另外一個(gè)紅外 發(fā)將減少無(wú)線通信和干擾。 6 圖 2:半管形工件設(shè)計(jì)，以創(chuàng)建中斷切削立銑刀的力量，而工件的旋轉(zhuǎn)加工。尺寸均為毫米 圖 3:切割與固定工具，工件的半管端銑操作的模擬 主軸 組件鉆井測(cè)力計(jì) 7 圖 4:端銑（簡(jiǎn)體）（左）與芯片比較。半管形工件的芯片具有恒定的厚度，并創(chuàng)建一個(gè)類似的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的 3旋（右） at 隨后的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的刀具位置 of 類似運(yùn)動(dòng)的工件鉆 圖 5:監(jiān)測(cè)加工操作使用 多主軸機(jī)床 at 該設(shè)施的分布式收發(fā)信機(jī) 本地紅外信號(hào)發(fā)射器 圖 6:振動(dòng)的發(fā)生過(guò)程中的數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)裝置 ： 在這項(xiàng)研究中，三個(gè) 實(shí) 驗(yàn)組獨(dú)立的測(cè)試收集相關(guān)數(shù)據(jù)。在第二實(shí)驗(yàn)組工作，振動(dòng)的發(fā)展進(jìn)行了監(jiān)測(cè)。第三組的實(shí)驗(yàn)研究擬議的低成本機(jī)械部件的性能監(jiān)測(cè)的扭矩信號(hào)。 使用直徑 10 毫米觀察 4 立銑刀切削力和扭矩的變化，具有耐磨，采用 軸轉(zhuǎn)速為 4,775 割和步驟（徑向深度）深度為 1 毫米和 3 毫米。進(jìn)給速度為 1,050 毫米 /分鐘。實(shí)驗(yàn)重復(fù) 32 次，直到工具磨損。奇 8 石 9123動(dòng)測(cè)力計(jì)是連接到同一制造商 5,223 的信號(hào) 據(jù)采集卡使用。采樣率 電荷放大器收集數(shù)據(jù)，全國(guó)儀器在實(shí)驗(yàn)中為 10 千赫。切削力和扭矩測(cè)量。在 12 秒長(zhǎng)的加工周期在每個(gè)磨損水平的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)每形成 0 P 高高速數(shù)控銑床。研究振動(dòng)發(fā)展，鋁工件 米的長(zhǎng)度和寬度 米，被切斷 。部分的厚度為 5毫米。當(dāng)部分是附著在桌子上， 米長(zhǎng)的路段（平均）仍然可用于加工。加工板頂部有輕微的斜坡開(kāi)始用 米的切割深度的切割操作，振動(dòng)和噪音制服的工具之前，留在 7 毫米的深度切割工件與 7 毫米的沖程結(jié)束。實(shí)驗(yàn)裝置如圖 6 所示。 實(shí)驗(yàn)中采用上一段所提到的 測(cè)力機(jī)，機(jī)床，放大器和數(shù)據(jù)采集器。 圖 7:實(shí)驗(yàn)裝置圖，獲得頻率響應(yīng)的 rm in z z 方向向外延伸的扭矩臂 扭矩分析裝置， 電壓放大器 函數(shù)發(fā)生器，4 4 分量測(cè)力計(jì)表， 合壓電傳感器 大器 ， 字示波器， 66 針轉(zhuǎn)換器， 荷放大器， 機(jī)信號(hào)處理 9 圖 8 固定的 4 個(gè)組成部分的測(cè)力計(jì)動(dòng)態(tài)測(cè)試和壓電制動(dòng)器激發(fā) 扭矩臂 圖 9:鉆井測(cè)力計(jì)加工測(cè)試 數(shù)控銑床測(cè)試建議 念。主軸轉(zhuǎn)速為 2800 主軸與工件進(jìn)給速度為5（ 米 /分鐘）。切削力和扭矩測(cè)量采用 鉆井測(cè)力計(jì)。尼 310與 數(shù)字示波器用于監(jiān)控和保存數(shù)據(jù)。從柱狀 6061 與 30 毫米）直徑的工件被切斷。工件的內(nèi)部直徑為 2 毫米）。立銑刀的直徑為 1/8（ 米）。實(shí)驗(yàn)裝置如圖片 9 所示。 10 結(jié)果與討論： 本節(jié)將開(kāi)始討論磨損和振動(dòng)的轉(zhuǎn)矩特性的變化。演算使用的文件建議的程序和建議機(jī)械的模擬控制器 設(shè)計(jì)也將被分別評(píng)估 圖 10:在 10 個(gè)不同的磨損水平的扭矩信號(hào)的 間軸被壓縮。獲得后， 0,3,000， 5,340，7620， 9600， 10560， 11 10011,520， 12300， S 分別為 13,320 切割測(cè)試之間的時(shí)間間隔忽略的信號(hào) 圖 11:標(biāo)準(zhǔn)差的 100 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)長(zhǎng)的段，建議用兩個(gè)線性近似分析模型。實(shí)驗(yàn)是在不同的時(shí)間間隔。 10 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差值 計(jì)算在每個(gè)磨損的水平。他們出現(xiàn)在同一垂直線上，實(shí)驗(yàn)之間的時(shí)間間隔相比，在不同的磨損水平 of on 磨損和編輯數(shù)據(jù)的線性估計(jì)的瞬間變化 扭矩特性的變化。為了簡(jiǎn)化分析，有代表性的數(shù)據(jù)集是預(yù)先相比從第 1000 扭矩信號(hào)的磨損相關(guān)的實(shí)驗(yàn)樣本， 47， ..與 31 相同的序列測(cè)試。這些信號(hào)被收集后，工件被削減為 0， 3,000， 5,340， 7620， 9600， 10560， 11 11 10011,520， 12300， 13,320 和 14160 小號(hào)。此編輯 11000 點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。提出的第 10 次測(cè)試的信號(hào)轉(zhuǎn)換的 0。時(shí)間頻譜表明，扭矩信號(hào)的幅度增加磨損。標(biāo)準(zhǔn)差的 100 個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)長(zhǎng)相同的信號(hào)段是圖 11。標(biāo)準(zhǔn)偏差也增加了磨損。建議從方程的線性近似線 9）和（ 10）估計(jì)的合理準(zhǔn)確的扭矩信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。相比于計(jì)算的光譜特性，扭矩信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差是更加令人滿意的磨損和剩余刀具壽命的估計(jì)。 振動(dòng)的檢測(cè) 切削力和扭矩的在振動(dòng)發(fā)展變化圖 12 所示。切削力信號(hào)的突然增加的斜坡可檢測(cè)振動(dòng)的開(kāi)始時(shí)，扭矩 600 頻率 變化發(fā)展。濾波與高通濾波器截止頻率為250 信號(hào)，可減少整體扭矩信號(hào)的受迫振動(dòng)的影響。信號(hào)的頻率和幅度估計(jì)使用 3 所示。時(shí)間 00 和 200赫茲左右的強(qiáng)迫振動(dòng)情況。扭矩信號(hào)的每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的平均值，和 100 頻率估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的瞬時(shí)頻率估計(jì)圖 14 所示。由于 純諧波信號(hào)的頻率估計(jì)，幾乎符合隨機(jī)分布的估計(jì)頻率。 圖 12:振動(dòng)的發(fā)展過(guò)程中的切削力和扭矩信號(hào)的變化 ，切割在數(shù)據(jù)發(fā)展（送紙方向）力變化 動(dòng)的發(fā)展過(guò)程中的扭矩信號(hào)變化 12 圖 13:振動(dòng)的發(fā)展過(guò)程中的扭矩信號(hào)的 圖 14:算法（上圖），平均（中圖）和 100 個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的瞬時(shí)頻率估計(jì)指向數(shù)據(jù)段長(zhǎng) 時(shí)頻率估計(jì) of 均插件的頻率估計(jì) 13 of 件的標(biāo)準(zhǔn)偏差頻率估計(jì) 該控制器的模擬性能 剩余刀具壽命估計(jì)計(jì)算“理論背景”，要評(píng)估的建議余下的刀具壽命估計(jì)程序的性能提出了程序后，一個(gè)新的具有代表性的數(shù)據(jù)集準(zhǔn)備加入從 1000 點(diǎn)段的第二，第五的數(shù)據(jù) 8 日，與其他具有相同的序列第 32 磨損相關(guān)測(cè)試。模擬控制器的話，估計(jì)剩下的這一套新的工具壽命從先前確定的兩個(gè)線性模型自動(dòng)設(shè)置而討論從第一次出現(xiàn)的數(shù)據(jù)。 工具的實(shí)際及估計(jì)剩余的使用壽 命如圖 15 所示。估計(jì)精度是非常合理的，這個(gè)考慮的程序的簡(jiǎn)單性對(duì)于實(shí)施低成本的 常實(shí)用。 圖 . 15 建議使用的余下的刀具壽命估計(jì)分析線性近似模型 提出的建議振動(dòng)檢測(cè)算法的性能如圖 16 所示。振動(dòng)指標(biāo)上升至 1 時(shí) 頻率估計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)偏差低于某一臨界值下降的幅度和頻率計(jì)算，幅度的頻率的估算是基于平均值為 100 的 估計(jì)。 14 圖 . 16 振動(dòng)測(cè)算法的性能。指標(biāo)（上），振幅（中）和頻率估計(jì) of 制器振動(dòng)的指示信號(hào) of 制器振動(dòng)的幅度估計(jì) of 制器振動(dòng)的頻率估計(jì) 械部件的性能 設(shè)計(jì)作為一種低成本的加工操作判斷工具。它預(yù)計(jì)及研究不會(huì)有測(cè)力計(jì)般準(zhǔn)確，且耗資超過(guò) 30 倍的商業(yè) 目標(biāo)價(jià)格。然而，信號(hào) 的 許軟件來(lái)檢測(cè)加工問(wèn)題、振動(dòng)和刀具磨損等。 傳感器和測(cè)力計(jì)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)進(jìn)行了比較令人興奮的 行機(jī)構(gòu)。正如該系統(tǒng) “建議的振動(dòng)之三檢測(cè)程序“，壓電致動(dòng)器推 杠桿而被連接到的 工具結(jié)束。 運(yùn)用到鉆井測(cè)力機(jī)的 測(cè)力計(jì)的信號(hào)進(jìn)行比較如圖 17 所示。表現(xiàn)出相似傳感器輸出的 鉆井測(cè)力計(jì)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)（電荷放大器后）的振幅比如圖 1 所示 8?？梢钥闯觯@比 2 和10 之間變化。如果這個(gè)比例是恒定的，用簡(jiǎn)單的大規(guī)模調(diào)整， 這兩個(gè)信號(hào)是相同的。相同的輸出不能被預(yù)期，從 測(cè)力計(jì)加工操作過(guò)程中，它是明確 15 的。 圖 . 17 比較 4 組件的測(cè)力計(jì)信號(hào) 圖 . 18 180~680 赫茲的頻率范圍內(nèi)傳感器和測(cè)力計(jì)扭矩輸出電壓比 感器和鉆井 測(cè)力機(jī)的信號(hào)被收集在一個(gè)在其他學(xué)說(shuō)所述的半加工 管形工件。所建議的振動(dòng)檢測(cè)兩個(gè)信號(hào)如圖 19 所示。實(shí)驗(yàn)分別設(shè)定的工件進(jìn)給速度和主軸轉(zhuǎn)速在 2,800 5（ 米 /分鐘，每分鐘）。由于傳感器的特點(diǎn) 的 測(cè)力機(jī)是不是在頻率相同，信號(hào)不相同。我們相信， 足夠代表在加工操作的基礎(chǔ)上，比較兩個(gè)信號(hào)的判斷。預(yù)計(jì)的的總成本車間使用 監(jiān)測(cè)加速度，位移或聲發(fā)射是相似的。在這種成本類別， 重要的是， 可靠地工作，甚至當(dāng)多個(gè)主軸上執(zhí)行相同的工件同時(shí)加工操作。 力計(jì)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)和輸出傳感器的 圖 20 所示。在頻域信號(hào)的特點(diǎn)非常相似。我們假設(shè)測(cè)力計(jì)的信號(hào)輸入和 為一個(gè)系統(tǒng)的輸出信號(hào)的規(guī)模和階段的這樣一個(gè)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的計(jì)算方法如圖 21 所示。兩個(gè)信號(hào)的連貫性（圖 22）表示，特別是在低 頻率信號(hào)的相似性。 16 圖 . 19 扭矩測(cè)力計(jì)和壓電復(fù)合材料 圖 . 20 測(cè)力計(jì)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)的 ）和傳感器（下）的 電陶瓷頻率范圍 17 圖 . 21 傳統(tǒng)的測(cè)力計(jì)和頻率響應(yīng) 幅度（ 圖 . 22 傳統(tǒng)的扭矩信號(hào)之間的連貫估計(jì) 爾奇連貫性預(yù)算 結(jié)論： 基于扭矩的加工監(jiān)視器（ 計(jì)算和機(jī)械部件，提出監(jiān)測(cè)銑削操作。在余下 的刀具壽命和振動(dòng)的檢測(cè)估計(jì)的計(jì)算工具，開(kāi)發(fā)了基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。機(jī)械組件的 信號(hào)研究的特點(diǎn)，提出一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，以獲得類似銑削扭矩信號(hào)，無(wú)旋轉(zhuǎn)工具。專門(mén)設(shè)計(jì)的工件旋轉(zhuǎn)和向下移動(dòng)，以創(chuàng)建像立銑刀切削力，而工具是固定的代表。這種方法使銑削作業(yè)設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)式測(cè)力計(jì)測(cè)試，沒(méi)有把他們只是放在發(fā)展階段。同樣的步驟可以用來(lái)研究復(fù)雜的儀器，不能旋轉(zhuǎn)銑削操作。有些例子是立銑刀的表面熱分布測(cè)量與紅外攝像機(jī)或測(cè)量 用激光測(cè)振儀的振動(dòng)變化。在這項(xiàng)研究中， 井測(cè)力機(jī)上安裝且被固定在機(jī)床工作臺(tái)。 計(jì)算機(jī)硬件的 該是小而強(qiáng)大的工作，而在高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)與平衡的影響最小。如果 產(chǎn)線，它會(huì)磨損很快，需要約一年更換。因此，完整的 18 硬件成本應(yīng)該是今天的研究系統(tǒng)的成本的一小部分。估計(jì)其余的刀具壽命和檢測(cè)振動(dòng)的建議計(jì)算工具是足夠簡(jiǎn)單，使用商用 快速計(jì)算。 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，扭矩的標(biāo)準(zhǔn)差相關(guān)，其余的刀具壽命，可以使用兩個(gè)線性表達(dá)式估計(jì)。 算法被用來(lái)檢測(cè)振動(dòng)，相信提出 念將使低成本的工具，顯示器的發(fā)展為現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)施的諧波信號(hào)檢測(cè)。 更新每個(gè)樣品占主導(dǎo)地位的頻率和幅度估計(jì)只有最后四個(gè)讀數(shù)。這種方法是更快， 更好的分辨率，只要需要較少比任何其他方法計(jì)算的信號(hào)是一個(gè)純正弦波。 機(jī)械組件的 信號(hào)進(jìn)行了比較研究測(cè)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)。興奮諧波轉(zhuǎn)矩信號(hào)時(shí) 測(cè)力計(jì)進(jìn)行測(cè)試的第一個(gè)系列。機(jī)械組件的 信號(hào)的幅度比測(cè)力機(jī)在不同的頻率信號(hào)要大 2。雖然測(cè)力機(jī)的 用壓電材料，其設(shè)計(jì)原則是不同的。機(jī)械部件的 矩傳感器的壓力轉(zhuǎn)換的目的是要?jiǎng)?chuàng)造最大的電力。壓電傳感器的復(fù)合材料，主要是用來(lái)作為能源。我們相信的信號(hào)保真度以上的妥協(xié)設(shè)計(jì)，但足以最大限度地降低成本。我們決心不會(huì)是相同的研究級(jí)的旋 轉(zhuǎn)式測(cè)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩電壓信號(hào) 而，它用于判斷目的的準(zhǔn)確性將令人滿意。 使用所建議的實(shí)驗(yàn)銑削加工測(cè)試程序同意諧波勵(lì)磁測(cè)試的 機(jī)械部件和傳感器的鉆井測(cè)力機(jī)的轉(zhuǎn)矩信號(hào)的信號(hào)不相同，但他們的特點(diǎn)是相似的?？焖俑盗⑷~變換（ 信號(hào)表明，這兩個(gè)信號(hào)捕獲加工操作過(guò)程中的扭矩變化的主導(dǎo)頻率。 擬議建立的模擬銑削信號(hào)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是非常方便的，信號(hào)傳遞到一個(gè)固定的基地，而無(wú)需使用昂貴或復(fù)雜的手段進(jìn)行測(cè)試判斷設(shè)備旋轉(zhuǎn)。建議 械組件被發(fā)現(xiàn)加工操作的判斷是令人滿意的?？梢酝晟频?號(hào)與數(shù)字信號(hào)處理的準(zhǔn) 確性進(jìn)一步提高。然而，這種努力可能增加的成本，復(fù)雜性和重量打敗目的。 我們相信提出 念將使低成本的工具、顯示器發(fā)展為現(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)施。 以監(jiān)測(cè)使用壓電元件的扭矩。其輸出可以連續(xù)采樣與一個(gè)振動(dòng)檢測(cè)的微控制器。定期可與紅外觸發(fā)信號(hào)評(píng)估而由 G 代碼行執(zhí)行。一個(gè)模擬濾波器可以用來(lái)提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)大眾而言，預(yù)計(jì)生產(chǎn)成本將是，每個(gè)元以下。唯一需要的部分是一個(gè)加工中心，分發(fā)到地板的幾個(gè)中繼，和一個(gè)紅外線觸發(fā)器附加到每個(gè)機(jī)床的中央監(jiān)控站。設(shè)施中的信號(hào)強(qiáng)度將是最小的，因?yàn)橹挥挟?dāng) 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)， 與監(jiān)控站溝通。即使在最苛刻的工作條件， 進(jìn)行約一年的運(yùn)作。我們相信在這些報(bào)告的基礎(chǔ)上，這個(gè)概念是可行的。 致謝： 械結(jié)構(gòu)承蒙 a 生制造，在此感謝他的貢獻(xiàn)。相關(guān)消耗磨損及振動(dòng)的研究是在 究所完成的。 性能測(cè)試是在佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)進(jìn)行的。