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金属切削过程监控在现代制造系统种发挥着越来越重要的作用,高速铣削技术具有加工效率高、切削变形小和加工精度高等优点。实际生产中,高速铣削过程中刀具变化将直接导致制造成本的上升,产品的质量下降。因此,本文针对航空铝合金结构件的高速铣削加工过程监测,开展了如下的工作:
(1)研制了一种基于虚拟仪器平台的高速铣削过程在线检测系统:分析了系统的总体框架;利用软件工程中的设计方法,通过虚拟仪器软件开发环境(LabVIEW)设计各类虚拟仪器面板,对切削振动进行可视化采集和综合分析处理。在传感器选择和匹配、系统的性能和成本核算方面均应有较好的平衡,另外,尽可能少地改装机床部件。
(2)试验方法设计:通过设计了单因素试验法和正交高速铣削试验的方法对刀具的磨损状态进行研究。降低了试验的成本,获得了完整的、正确的试验数据,为研究成功奠定了坚实的基础。
(3)基于振动传感器高速铣削状态智能监测方法的研究:以各类典型高速铣削加工为对象,编制相应的集成分析软件,对振动信号进行了时域分析、频域分析和时间序列分析。提出了基于KS检验监测方法和基于时间序列模型传递函数多传感器信息融合的方法。通过试验验证上述方法的有效性。
本文的研究在系统的设计、试验的设计、信号分析、信号特征的提取和监测方法进行了积极的探索。这将完善金属切削过程监控理论,提高高速机床生产效率和铣削安全性,延长刀具寿命。