監(jiān)測原理監(jiān)測參量的選取監(jiān)測原理監(jiān)測原理框圖監(jiān)測刀具磨損和破損的方法很多,可分為直接測量法和間接測量法兩大類。直接測量法主要有:光學(xué)法、接觸電阻法、放射性法等。間接測量法主要有:切削力或功率測量法,刀具和工件測量法,溫度測量法,振動分析法,AE法,電機電流或功率測量法等。
比較現(xiàn)有的刀具磨損和破損的監(jiān)測方法,各有優(yōu)缺點,我們選取聲發(fā)射(AE)和電機電流信號作為監(jiān)測參量。這是因為AE信號能避開機加工中噪聲影響zui嚴(yán)重的低頻區(qū),受振動和聲頻噪聲影響小,在感興趣區(qū)信噪比較高,便于對信號進(jìn)行處理。響應(yīng)速度快,靈敏度高;但重負(fù)荷時,易受干擾。而電機電流信號易于提取,能適應(yīng)所有的機加工過程,對正常的切削加工沒有影響,但易受干擾,時間響應(yīng)慢,輕負(fù)荷時,靈敏度低。這樣,同時選AE和電機電流為監(jiān)測信號,就能利用這2個監(jiān)測量的各自長處,互補不足,拓寬監(jiān)測范圍,提高監(jiān)測精度和判別成功率。
切削過程中,當(dāng)?shù)毒甙l(fā)生磨損和破損時,切削力相應(yīng)發(fā)生變化,切削力的變化引起電機輸出轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化,進(jìn)而導(dǎo)致電機電流發(fā)生相應(yīng)的變化,電流法正是通過監(jiān)測電機電流的變化,實現(xiàn)間接在線實時判斷刀具的磨損和破損。AE是材料或結(jié)構(gòu)受外力或內(nèi)力作用產(chǎn)生變形或斷裂時,以彈性波形的形式釋放出應(yīng)變能的現(xiàn)象。它具有幅值低,頻率范圍寬的特點。試驗及頻譜分析發(fā)現(xiàn):正常切削產(chǎn)生的AE信號主要是工件材料的塑性變形,其功率譜分布,100kHz以下數(shù)值很大,100kHz以上較小。