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刀具破損的聲發(fā)射傳感監測新技術(shù)
作者：
時(shí)間：2013-11-27
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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報警，認為是噪聲干擾信號。實(shí)際應用證明，這種方法非常適合于監測刀具破損時(shí)的聲發(fā)射脈沖信號。切削過(guò)程中AE信號幅值隨加工條件的變化而變化，采用固定的閾值容易造成誤判。為此作者對AE幅值判斷采用了浮動(dòng)閾值，即 L(n)=λ.max｜xi(n)｜ (1) 式中L(n)—聲發(fā)射幅值閾值； n—浮動(dòng)次數；λ—系數； xi—聲發(fā)射包絡(luò )信號的采樣序列值(i為采樣序號)。 進(jìn)入監測狀態(tài)后，首先進(jìn)行采樣，取得工況環(huán)境噪聲信號數據xi(0)，依據式(1)取采樣序列的最大值乘以系數λ作為閾值。以后自動(dòng)定期采樣，取得工況環(huán)境噪聲信號數據xi(n)，重新按式(1)確定新的閾值，這樣閾值就隨工況條件變化而變化。其中系數λ由工況條件確定。例如在輕負載的條件下λ=1.50；在中等負載的條件下λ=1.30；在重負載的條件下λ=1.10。 由于加工工況的復雜，使得聲發(fā)射信號的動(dòng)態(tài)范圍比較大，一般從微伏級到毫伏級，因此聲發(fā)射傳感器均需前置放大器，這樣才能使得信號有效傳輸以利于后置處理。傳統的聲發(fā)射傳感器的放大倍數是固定的，而一般為了得到足夠的信號強度而首先滿(mǎn)足小信號的放大倍數，這樣，信號稍大就會(huì )導致出現飽和現象。針對這一問(wèn)題，研制了對數前置放大聲發(fā)射傳感器。依據式(2)的對數放大功能，可以壓縮聲發(fā)射輸入信號的動(dòng)態(tài)范圍，拓寬聲發(fā)射傳感器的監測范圍。 U出=K1lg(K2.U入) (2) 式中U出—聲發(fā)射對數輸出信號； K1、K2—常數(一般稱(chēng)為對數斜率)； U入—聲發(fā)射輸入信號。 4 監控系統 主控模塊擔任監控系統的主控任務(wù)，并通過(guò)I/O模板管理鍵盤(pán)和液晶屏的顯示；聲發(fā)射調理模板完成前述的聲發(fā)射信號監測處理任務(wù)并在出現異常狀態(tài)時(shí)報警，即向主控模板申請中斷；A/D、D/A模板完成對聲發(fā)射調理模板中聲發(fā)射包絡(luò )信號的采樣和把主控模板來(lái)的聲發(fā)射閾值送到聲發(fā)射調理模板進(jìn)行比較；并行通信模板完成監控系統與機床控制系統之間通信任務(wù)，即加工中心系統向監控系統傳送各種工況參數和機床運行狀態(tài)參數，監控系統向加工中心系統傳送刀具切削狀態(tài)信號。 本系統除手動(dòng)監測方式外，還具有利用通信功能和一定范圍自動(dòng)浮動(dòng)閾值實(shí)現自動(dòng)監測功能。系統具有模塊化，維修方便，使用可靠，抗干擾能力強的優(yōu)點(diǎn)。
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