高速加工中的传感与检测技术应用

根据高速加工的特点,从位置检测,刀具状态监测,工件状态检测以及机床工况监控等方面全面讨论了传感检测技术在高速加工中的应用情况,指出高速加工中的传感检测技术将向高速化,高精度化,非接触化和经济化方向的发展。     

机械加工中的检测技术—工件尺寸,形状和表面粗糙度的在线检测

随着加工系统向FMS发展,要使系统在无人化生产下安全可靠地运行,必须解决加工系统运行状态的自动识别问题。即使是单机运转的机床,由于一人操作数台机床,同样需要自动识别加工及运行的状态。这些状态识别的基础是以传感技术和数据处理技术为核心的检测系统的应用。机械加工中的检测技术根据其方式不同可分为在线检测、加工间检测和加工后检测。 机械加工中的检测项目包括: (1)工件的尺寸、形状和表面粗糙度; (2)刀具磨破损和切屑形态; (3)工件刀具的安装状态和机床的运行状态。 在这些项目的检测中,特别重要的是在线实时检测,这就要求必须有响应快、可靠性高的传感器,以及快速处理信号的数据处理装置。     

机械加工中的传感与检测技术应用

本文主要讲述了传感与检测技术在现代机械加工业及其自动化生产过程中的应用。文中结合一起典型示例，综述现代加工工况过程检测与设备诊断中的传感与测量技术应用情况。     

压水堆核电站无损检测与状态监测研究综述

核电站无损检测和状态监测对保障核电站安全稳定运行具有重要意义,在役的不同类型的传感器也在发挥着其独特的作用。在基于新型传感技术的背景下,对核电站的无损检测、状态监测和传感系统优化方法进行全面综述。研究并阐述常规超声、相控阵超声、激光超声和电磁超声等主流的超声检测诸多方法的同时,也对其他检测无损检测手段进行对比分析。论述和总结基于光纤传感的新型核电站状态监测方法,并讨论不同光纤材料在状态参数测量中的适用性。调研和概括大规模复杂核电站传感系统的优化和状态监测方法以及传感器的状态监测后端所涉及的信息分析手段,并依据当今的先进工业互联网和人工智能技术对核电站的无损检测和状态监测未来发展给出设想。     

PowerMILL与模具高速加工技术

高速加工技术随着数控加工设备与高性能加工刀具的发展日益成熟 ,极大的提高了模具加工速度、减少了加工工序、缩短甚至消除了耗时的钳工修复工作 ,从而极大地缩短了模具的生产周期。模具的高速加工技术逐渐成为我国模具工业技术改造最主要的内容之一。高速加工的基本出发点是高速低负荷状态下的切削比低速高负荷状态下切削更快地切除材料。低负荷切削意味着可减小切削力 ,从而减小切削过程中的振动和变形。使用合适的刀具 ,在高速状态下可切削高硬质的材料。高速切削可使大部分的切削热通过切屑带走 ,从而减小零件的热变形。因此高速加工并…     

关键技术实现高速“佳”工

高速加工作为现代加工技术发展的趋势之一,为航空航天、模具、汽车等工业的发展奠定了技术基础,为了能够实现真正意义上的高表面质量、高精度、高效率的高速＂佳＂工,促进了机床工具企业对现代高速机床、数控系统、刀具系统、工艺系统、现代检测系统等高速加工技术的研究,作为高速加工中的机床部件,对高速加工机床的性能起到至关重要的作用。为了解高速加工机床、刀具系统、数控系统在高速＂佳＂工中的作用,本期特别邀请了从事机床设计和销售、铸造加工和船舶加工方面的工程师为我们深入解析,并在后面的栏目中为大家献上工艺系统、机床结构、刀具等在高速加工中的具体应用,希望能够为金属加工领域的工程师们在工作中提供借鉴。     

基于激光测距传感技术的电梯轿厢运行状态远程监测

针对高速曳引式升降电梯轿厢实时状态监测对电梯原有电气结构依赖性强、监测灵敏度不高等问题,提出一种基于激光测距传感技术的电梯轿厢运行状态远程监测方法.介绍了激光测距传感技术的基本原理,基于激光测距传感技术开发设计了非接触式电梯轿厢位置、速度、加速度智能化监测系统,由此实现对电梯轿厢运行状态的远程监测.试验表明,基于激光测距传感技术的电梯轿厢运行状态远程监测方法能够实时响应、准确获取电梯轿厢的停留位置,以及运行速度、加速度信息,测量精度能够达到毫米级.     

模具高速切削关键技术研究进展

通过对高速切削技术(HSM)含义的描述,详细介绍了高速切削加工技术的特点、先进性及其在模具加工行业中的应用。与传统的模具加工工艺(普通放电加工EDM)相比较,详细分析了高速切削技术应用于模具加工制造业中的优势,并重点从高速切削机床、加工刀具、加工工艺技术及策略等方面,对高速切削技术应用于模具制造中的关键技术进行了分析探讨。最后综述了模具高速加工中存在的问题并对模具高速切削加工技术在我国的前景进行了展望。     

高速切削机床关键技术研究与分析

高速切削技术是一门先进的工艺制造技术,在各类机械产品的制造加工中具有独特优势。高速切削机床作为高速切削技术的重要组成部分,呈现出超高速化、高精密度的发展趋势,是当今机械装备研究与开发的重点。系统总结了国内外高速机床的最新发展动态与趋势;详细分析了高速机床中的高速主轴系统、高速进给驱动系统、高性能控制系统和刀具系统等关键技术,为机床的技术改进和结构创新提供了专业建议与设计思路。借助对关键技术的研究,能够有效提高机床的加工速度和加工质量,为现代机械制造业的发展奠定良好的基础。     

机电一体化系统中传感器与传感检测技术探讨

介绍传感器的类型和传感技术指标,分析传感器的传感检测技术的作用,探讨传感器与传感检测技术在机器人、自动化机床、物位测量中的应用情况。     

基于声表面波原理的切削力测量智能刀具研究

切削力的测量对于监测加工过程以及获得高精度的零部件具有重要作用,为实现自适应加工提供切削状态参数。研究了一种基于声表面波原理的切削力测量智能刀具。能在切削加工中实现主切削力的实时测量,并具有无线、无源的测量优势,能够适应复杂的加工环境。建立了切削力与声表面波谐振器石英基片应变的关系模型,分析了声表面波谐振器谐振频率,得到了切削力与声表面波谐振频率偏移量的关系。实验结果表明,基于声表面波原理的切削力测量智能刀具能够实现切削力的实时测量。     

Development of in situ system to monitor the machining process using a piezo load cell

The measurement of cutting force is one of the most frequently used techniques for monitoring machining processes. Its widespread application ranges from tool condition identification, feedback control and cutting system design to process optimization.This paper suggests another system for measuring cutting force in milling processes. Generally, tool dynamometers are taken into account for the most appropriate cutting force measuring tool in the analysis of a cutting mechanism. However, high prices and limited working space make in situ systems difficult for a controllable milling process. Although an alternative suggestion is to use an AC current from a servomotor, it is unsuitable for cutting force monitoring because of a small upper frequency limit and noise.The suggested cutting force measuring system is composed of two piezo load cells placed between the moving table bracket and the nut flange of the ball screw. It has many advantages, such as lower cost and a wider measurement range than the tool dynamometer, over using the built-in feeding system and the low-cost piezo load cell for applying a conventional machining center.This paper focuses on the performance test of a newly developed measuring system. By comparing the cutting force between the tool dynamometer and the system developed from a series of end milling experiments, the accuracy of the cutting force measurement system was verified. Linearity, transverse sensitivity and the upper frequency limit of the system were verified by experiment.     

The design of a single-chip tool monitoring system for on-line turning operation

Tool condition monitoring systems play an important role in a FMS system. By changing the worn tool before or just at the time it fails, the loss caused by defect product can be reduced greatly and thus product quality and reliability is improved. To achieve this, an on-line tool condition monitoring system using a single-chip microcomputer for detecting tool breakage during cutting process is discussed in this paper. Conventionally, PC-based monitoring systems are used in most research works. The major shortcoming of PC-based monitoring systems is the incurred cost. To reduce costs, the tool condition monitoring system was built with an Intel 8051 single-chip microprocessor and the design is described in this paper. The 8051 tool monitoring system uses a strain gauge for measuring cutting force; according to the force feature, the tool monitoring system can easily recognize the breakage of the cutting tool with its tool breakage algorithm. The experimental results show that the low-cost 8051 tool monitoring board can detect tool breakage in three successive products successfully.     

基于主轴电流的铣削力间接监测方法

实时准确地监测铣削状态对于提高加工质量与加工效率具有重要意义,切削力作为重要的加工状态监测对象,因其监测设备昂贵且安装不便而受到限制,为此提出一种考虑刀具磨损的基于主轴电流的铣削力监测方法.首先基于切削微元理论建立了考虑后刀面磨损的铣削力模型,并通过铣削实验进行铣削力模型系数标定;然后对主轴电流与铣削力的关系进行理论建...     

Development of a tool wear observer model for online tool condition monitoring and control in machining nickel-based alloys

Online monitoring and in-process control improves machining quality and efficiency in the drive towards intelligent machining. It is particularly significant in machining difficult-to-machine materials like super alloys. This paper attempts to develop a tool wear observer model for flank wear monitoring in machining nickel-based alloys. The model can be implemented in an online tool wear monitoring system which predicts the actual state of tool wear in real time by measuring the cutting force variations. The correlation between the cutting force components and the flank wear width has been established through experimental studies. It was used in an observer model, which uses control theory to reconstruct the flank wear development from the cutting force signal obtained through online measurements. The monitoring method can be implemented as an outer feedback control loop in an adaptive machining system.     

铣削加工测力刀柄参数优化设计研究

为适应高精密加工对切削力的监测需求,文中面向铣削加工设计了一种无线测力刀柄,使用压电薄膜和弹性检测梁采集力信号。为提高检测信号的灵敏度,基于COMSOL Multiphysics软件使用Nelder-Mead算法对刀柄的结构参数进行优化设计,并通过有限元仿真对优化结构进行刀柄结构刚度校核和动态特性分析,最后进行铣削对比实验,验证设计方案的可行性。结果表明,文中设计和优化的测力刀柄具有良好的灵敏度,刀柄的动静态特性满足使用需求,是一种有效的切削力监测方案。     

JD-3P 机床功率变送器的试验研究

为了适应切削过程的多种功率监控要求，监控系统必须获得切削过程的动态功率信号，常规测试仪表只能测量在一段时间内的平均功率，无法输出功率信号的瞬时值。因此必须设计一种能正确测量切削过程动态信号并能提供输出接口的功率变送器。本文介绍了结合上海市重点攻关项目ＦＭＳ中的刀具状态监控系统所研制的机床功率变送器及其试验结果。     

在线测量技术在数控加工中的应用

在线测量用于数控加工中,可以提高加工品质、降低缺陷。了解在线测量的工作原理和配置方法,有利于更好的利用在线测量。通过实现刀具在线监控,可以掌握基本的在线测量应用方法,达到举一反三的效果。     

基于经验的刀量具选择系统的研究

计算机辅助刀量具选择在计算机辅助工艺设计系统(CAPP)乃至计算机集成制造环境(CIM)中是一个至关重要的元素。通过对刀量具查询的特点和方法的研究,对刀量具基础数据库进行了优化和整合,建立了合理并且无冗余的刀量具数据库,并运用Delphi60及MicrosoftSQLServer2000开发了刀量具选择系统。     

切点约束和探针针尖半径补偿的金刚石刀具刃口钝圆半径求解方法

本文对金刚石刀具刃口钝圆半径求解方法展开研究,以有效提升金刚石刀具刃口锋利度的测量精度。文中分析了原子力显微镜(AFM)扫描探针几何形貌对金刚石刀具刃口锋利度测量结果的影响,并提出了基于切点约束和AFM探针针尖半径补偿的刀具刃口钝圆半径求解方法;讨论了消噪滤波、测量角度误差以及切点分离方法对测量结果的影响;在高精度测量平台上完成了金刚石刀具刃口锋利度测量,并将被测量的刀具用于飞切加工KDP晶体。结果表明:提出的刃口钝圆半径求解方法能够准确求解金刚石刀具的刃口锋利度,测量结果能很好地描述金刚石刀具的刃口锋利程度,可以为金刚石超精密切削加工的选刀和用刀提供有效指导。