基于主轴电流信号的铣削力监测方法研究.pdfVIP

· 机械研究与应用 ·2015年第4期(第28卷，总第138期) 研究与分析 基于主轴 电流信号的铣削力监测方法研究 李全宝 ，赵兴方 ，王亚琪 ，李希彬 ，陈成军 (1．青岛理工大学机械工程学院，山东青岛 266520；2．深圳出入境检验检疫局工业品检测技术中心，广东深圳 518000) 摘 要：基于主轴电流信号监测铣削力的方法在现代数控加工过程 中具有广泛的应用前景。针对实际加工中遇到的 电流信号处理的问题，利用互相关分析方法对电流信号进行处理，提取电流信号和铣削力信号的频谱特征，实验结果 表明此方法对电流信号的处理效果显著，能够对铣削力信号进行监测。 关键词：主轴电流；铣削力监测；互相关算法 中图分类号：TG54 文献标志码：A 文章编号：1007-4414(2015)04-0037-03 Research onM illingForceSupervisoryM ethodBasedonSpindleCurrentSignal LIQuan-bao，ZHAOXing—fang，WANGYa-qi，LIXi—bin，CHENCheng-jun (J．CollegeofMechanicalEngineering，QingdaoTechnological he ，QingdaoShandong 266520，China； 2．IndustrialProductsTestingCenter，ShenzhenEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau，ShenzhenGuangdong 518045，hCina) Abstract：Basedonthefactthatthespindlecurrentsignalmonitoringthemillingforcemethodhasbroadapplicationprospects inmodernNC machiningprocess，accordingtothecurrentsignalprocessingproblemsthatencounteredintheactualprocess- ing，thispaperisusingthecorrelationanalysismethodtodealwiththecurrentsignal，extractfrequencycharacteristicsform of thecurrentsignalandthemillingforcesigna1．Theexperimentresultsshowthatthismethodiseffectiveandfeasibleincurrent signalprocessing，whichcanbeusedofrmonitoringthemillingforcesigna1． Keywords：spindlecurrent；millingforcesupervisory；cross-correlationalgorithm 0 引 言 测力仪比较昂贵，且在安装过程中要改变机床的结 刀具状态监测是实现加工过程 自动化和智能化 构，主要应用在实验室，在工程应用 中很少见。在实 的关键技术 ，也是提高生产效率，降低人力成本的切 际工程中，基于测量主轴电流信号来表征铣削力不失 实举措 。研究表明，在 自动化加工过程 中，数控加工 为一个简单有效的方法。因为在数控铣削加工中，当 系统中配备刀具监测仪可以有效减少 75％的故障停 铣削力发生变化时，主轴 电机 电流会有相应的变化。 机时间，提高生产效率 10％ ～60％，提高机床利用率 李小俚等人的研究表明刀具负载转矩的变化将导致 50％以上 1-3]。除此之外，刀具状态监测不仅提高刀 主轴电流信号幅值的变化 ；Chang等人用神经网络 具本身的利用率，还可以提高工件的加工精度，延长 理论