截止目前累计成功为5,000,000 用户成功查重检测

CNCNKI学术不端文献查重检测系统 多语种 图文 高校 期刊 职称 查重 抄袭检测系统

刀具磨损状态的在线监测系统的设计

时间:2016-11-27 16:18:00 编辑:知网 阅读:

1  绪论

本部分主要讲述了对刀具磨损在线监测技术研究的背景和重要意义,知网论文检测同时对刀具监测技术的发展作一定的叙述,综合起来比较传统刀具监测的方法,阐述基于计算机视觉的刀具磨损检测技术的研究系统的原理和应用特点。

1.1刀具磨损状态在线监测技术的研究背景和重要意义

随着计算机技术在机械制造业中的大量应用,促使了机械加工行业自动化程度的迅速提高,计算机数控系统(CNC)丶智能制造系统(IMS)丶柔性制造系统(FMS)丶微机电制造系统(MEMS)等技术的兴起,让人们越来越重视对加工过程监测技术的研究,特别是对切削过程中刀具磨损和破损的在线监测系统的研究。

知网论文查重

知网论文查重

在金属切削加工中,刀具的磨损和破损如果不能及时的发现并解决的,将会导致切削过程的中止,同时损坏工件和机床,甚至使FMS系统停止运行,对企业造成很大的经济损失,刀具破损的在线监测是最初提出的研究方向。通过对刀具破损的在线监测,可以很大程度上降低或者避免工件的报废和机床损害等事情的发生。目前,刀具破损的在线监测技术已经应用到生产中,所以研究人员将目光放到了刀具磨损在线监测技术的研究当中。刀具磨损不同于刀具破损,刀具磨损是一个缓慢的过程,在普通车床上,工人可以根据机床的噪音和切削状态来估计刀具的磨损状态。但是机械自动化的发展,就要求机床系统能够自动判断刀具磨损的程度并且及时的调整参数或者更换刀具,避免由于磨损量太大造成的工件质量下降或者其他的损失。同时提高生产效率,降低成本。

工业统计表明,刀具失效是引起机床故障的主要因素,由此引起的停机时间占数控机床总停机时间的1/5~1/3。切削加工中,刀具在不同的加工条件中,其状态是不断变化的,如果刀具磨损不能被及时的发现,将导致整个加工过程的中断,引起工件报废,甚至整个系统的停止。研究表明,数控机床配备刀具监测系统后可减少75%的故障停机时间,提高生产率10%~60%,提高机床利用率50%以上。美国Kennamtal公司的研究表明,配备刀具监控系统的数控系统,能够节约加工费用达30%。因此研究开发智能监测技术, 防止因刀具失效而引起的工件报废、设备损坏并保证机床无故障运行是十分重要的。

1.2刀具磨损监测技术的分类

70年代以来,国内外研究人员对刀具破损和磨损的监测理论进行了大量的研究。刀具检测系统从监测策略上来说,可以分为在线检测和离线监测。在线检测就是实时监测,在切削的过程中实时的对刀具的状态进行监测,并且根据所监测到的结果做出相应的处理。离线监测就是在切削之前或者让切削间歇时对道具的状态进行监测,并且预计刀具的寿命是否能完成当前的切削任务。

根据传感器在刀具状态监测中的作用,在测量的手段上分为直接法和间接法。直接监测方法是对刀具的有关参数进行测量,通过测量的结果来确定刀具在形状或者质量上的改变,从而进一步通过数学模型来确定刀具的磨损或者破损状态的方法。因为这种方法需要直接检测刀具的位置或者形状等参数,所以一般适用于离线监测。常用的方法有光学扫描法丶接触电阻测量法和计算机视觉法。对比直接法,间接法则是在切学的过程中测量能较强反应刀具磨损或者破损状态的一种或者几种参数,根据这些主要测量参数的变化来监测刀具磨损或者破损的状态。在机械加工的过程中,有着许多的参数能够较强的反映出刀具磨损或者破损的状态,通过这些参数能够对刀具的状态进行判断。例如:切削力的突然增大或者消失,主轴功率和进给驱动力的突然增加或者减小,切削温度的升高或者降低都表明了刀具有磨损或者破损。间接测量的方法也有很多,在实际加工中常见的有切削功率丶切削的声发射丶基于切削力或力矩和工件表面粗糙度的监测方法。如下图给出了刀具状态监测技术的主要监测方法,从该表中监测方法的对比中可以明显的看出,基于计算机的图像处理法有这方便丶无磨损丶无接触和高精度的独特优点。

返回