El análisis de ondas de sobrecorte en superficies de forma libre Mecanizado CNC

En la fabricación de moldes se utiliza una gran cantidad de equipos, como máquinas herramienta CNC y centros de mecanizado. El ciclo de fabricación es largo. Los operadores tienden a fatigarse. Una vez que ocurre una falla, a menudo se necesitan unos segundos desde la percepción humana para tomar las medidas correspondientes, lo que puede conducir al desecho del producto, causando graves pérdidas económicas. Hay muchos informes de investigación nacionales y extranjeros sobre rotura de herramientas y diagnóstico de fallas de mecanizado en el procesamiento general de piezas. La mayoría de ellos se concentran en la emisión acústica, la monitorización de la fuerza de corte o vibraciones, etc., y se ha avanzado mucho. Sin embargo, el procesamiento es complicado. Los moldes y otras piezas de trabajo con características de superficie de forma libre todavía carecen de una tecnología de control eficaz. La razón es que la señal de corte excesivo es difícil de reconocer. Otro es proporcionar medios efectivos para el monitoreo en tiempo real. Este artículo utiliza herramientas de procesamiento de señales actuales: análisis de ondas. El escaneo "enfocado" se realiza en los diferentes períodos de tiempo y bandas de frecuencia de la señal original para extraer con precisión la señal sobrecortada del espacio de tiempo-frecuencia. 1 Concepto de análisis de wavelet El análisis de wavelet es el desarrollo del análisis de Fourier. Utiliza un Xu Shuxin et al .: Control numérico de superficie de forma libre Análisis de ondículas de sobrecorte en el procesamiento La función base de ondículas elásticas kb (t) se utiliza como función de transformación integral. Para diferentes frecuencias, la ventana de tiempo cambia automáticamente cuando las características de alta frecuencia se analizan y detectan de acuerdo con la expansión y contracción del parámetro de escala a (a se reduce) Al analizar y detectar características de baja frecuencia (a aumenta), el La ventana de tiempo se amplía automáticamente y la ventana de frecuencia se reduce automáticamente, lo que se da cuenta del cambio adaptativo de la ventana de tiempo-frecuencia para diferentes períodos de tiempo. La función básica se puede cambiar. Deslízate a lo largo del eje del tiempo, para que puedas analizar cualquier detalle de la señal en cualquier momento.

2 Principio de análisis de ondículas de la señal de sobrecorte en el procesamiento de superficies de forma libre. En el mecanizado CNC, la intersección de la cara del extremo de la herramienta y la superficie de la pieza de trabajo se denomina sobrecorte. Pertenece a un corte anormal. Cuando se sobrecorta la superficie de forma libre de la pieza de trabajo, la fuerza de corte cambia repentinamente, lo que provoca que la potencia de corte cambie y la corriente del motor que impulsa la herramienta también cambiará en consecuencia. Por lo tanto, monitorear el cambio de la corriente del motor con la fuerza de corte puede monitorear indirectamente el estado de la herramienta y extraer la señal de corriente del motor del husillo. El método más simple es realizar I / con una resistencia en serie. Conversión U, salida en forma de voltaje, pero la adición de resistencia cambia las características de carga del motor mismo, lo que reduce la precisión de la medición. Además, otros instrumentos conectados en ambos extremos de la resistencia deben transformarse de manera equivalente para suspender su potencial, lo que sin duda aumenta la complejidad del sistema de medición. En vista de esto, este documento utiliza un sensor de corriente Hall de equilibrio magnético. El sensor en sí está conectado a una fuente de alimentación de CC. Se genera un campo magnético dentro del elemento Hall. Cuando el terminal de entrada de corriente del motor está conectado al sensor, se genera corriente en su terminal de salida. Genera un campo magnético equilibrado dentro del elemento Hall. Si cambia la corriente del motor, el campo magnético equilibrado se verá afectado. Para lograr un nuevo equilibrio, la corriente de salida debe cambiarse en consecuencia. Debido a que el elemento Hall tiene una buena relación lineal entre la entrada y la salida, la fluctuación de su señal de salida puede reflejar indirectamente el cambio de la corriente del motor. Establezca la señal de salida Is f (t), entonces la transformada de ondícula continua de f (t) se puede definir como la aproximación de resolución múltiple del producto interno de f (t) y,) (, la función de escala correspondiente 1, entonces la función base de V / espacio también debe ubicarse En el espacio V / + i, la base ortogonal canónica del espacio V / + i puede, por lo tanto, usarse para expresar las aproximaciones de 1 y 2 'respectivamente en la proyección ortogonal de V / + i y V /. De acuerdo con el teorema de la proyección, la resolución La señal de detalle de 2 debe ser la proyección ortogonal de la señal original en el espacio complementario ortogonal de V / alrededor de V + 1. Sea este espacio complementario ortogonal W /, es decir, la función base de W / espacio 2 / (x -2 / n) también debe ubicarse en el espacio V / + i, por lo que la fórmula de base ortogonal canónica (5) en el espacio V + 1 también se puede usar para expresar la señal / (t) GV + 1, entonces la fórmula anterior muestra que f (La aproximación discreta Af de t) se puede obtener a partir de la aproximación discreta de nivel superior Ad + i / filtro de paso. La señal de detalle D / f de f (t) también se puede obtener a partir de la aproximación discreta de nivel superior Ad + i / pasar otro filtro. El filtro h (n) g (n) está definido por el producto interno de la función de escala h (t) y la función wavelet ⑴.

Para la señal digital muestreada por la computadora, la señal diádica es un pequeño sobrecorte. Las piezas de trabajo de la herramienta 2 son propensas a producirse. Para simplificar el proceso de prueba teniendo en cuenta las características básicas del sobrecorte, este artículo llevó a cabo la prueba de simulación de sobrecorte como se muestra. La frecuencia de muestreo es de 1 kHz 3.1 Las condiciones de prueba para la prueba de sobrecorte son las siguientes: el diámetro de la fresa es de 8 mm, la profundidad de corte es de 1 mm, la velocidad del husillo es n = 500 r / min, la velocidad de alimentación es v = 150 mm / min, la profundidad de sobrecorte es Hg = 0.05 mm, el material de la pieza de trabajo es acero A3 y el material de la herramienta es acero de alta velocidad. La señal medida es como se muestra en S en la señal de sobrecorte y descomposición de ondículas. Se puede ver que la señal en el dominio del tiempo es más complicada y no hay una característica obvia de sobrecorte. Por ejemplo, cuando se observa en el dominio de la frecuencia, no se puede lograr el monitoreo en tiempo real debido a la falta de posicionamiento en el dominio del tiempo. el objetivo de. Por lo tanto, la señal medida original se somete a descomposición de ondículas y los resultados de la transformación se enumeran en los resultados de la transformación. Se puede ver en los resultados de la transformación que cuando ocurre el sobrecorte, la reflexión en la escala pequeña (alta frecuencia) no es obvia, pero la característica de sobrecorte es obvia en la cuarta escala. Muestra que en el monitoreo real, se puede establecer un umbral en esta escala para identificar el estado de corte, y su punto de corte transversal está ubicado con precisión en ambas direcciones de tiempo-frecuencia en el gráfico de transformada de ondas, lo cual es conveniente para el monitoreo en tiempo real. . 3.2 Prueba de corte transversal Dos condiciones de prueba: el diámetro de la fresa es de 10 mm, la profundidad de corte = 0.5 mm, la velocidad del husillo n = 500r / min, la velocidad de alimentación v = 150 mm / min, la profundidad de sobrecorte Q1 mm, el material de la pieza de trabajo es una marea, el material de la herramienta es acero de alta velocidad La señal medida y su descomposición de ondículas se pueden ver en la figura. Puede verse en la figura que el punto de corte excesivo no es obvio en el rango de alta frecuencia. También en la cuarta escala, la función de sobrecorte se muestra claramente. 4 Conclusión Wavelet se transforma en la localización de tiempo-frecuencia de la señal Proporciona una base matemática, adopta el método de análisis de wavelet, puede analizar la señal del dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia al mismo tiempo y llevar a cabo un posicionamiento preciso de tiempo-frecuencia de los puntos de interés. En el mecanizado NC de la superficie de forma libre de la pieza de trabajo, el sobrecorte es una forma común de falla. El punto de entrada contiene información de frecuencia rica, pero es difícil obtener información relevante sobre la sobrecorte solo a partir de la observación en el dominio del tiempo. El análisis de ondículas puede observar la señal en diferentes momentos y segmentos, y puede extraer con precisión información diversa sobre el punto de mutación de frecuencia. Muestra que, en el momento, el espacio utiliza un escaneo "enfocado" para observar la información de sobrecorte. Aunque la reflexión no es obvia en algunas bandas de frecuencia, en otras bandas de frecuencia, el valor del coeficiente de ondas es obviamente prominente, lo que puede identificar de manera efectiva el estado de corte de la herramienta en tiempo real.

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