爱游戏下载app:机电一体化技术-65检测与监控系统

　　（5）切削力法。 （6）切削温度法。 （7）切削功率法。 （8）振动法。 （9）噪声分析法。 （11）加工表面粗糙度法。 6.5.2 例6-1加工中心（MC）需检测的运作时的状态信息。 MC （1）环境参数及安全检测。

　　（2）刀库状态检测。 （3）机床负载检验测试。 （4）换刀机构检测。 （5）交换工作台检测。 （6）工作台振动检测。 （7）冷却与润滑系统检测。 （8）CNC/PC系统检测。

　　例6-3声发射法检测刀具。 固体在发生变形或断裂时，以弹形波形释放出变形 能的现象称为 声放射。在金属切削过程中产生声发射信 号的来源有：工件的断裂，工件与刀具的摩擦，刀具的 破损及工件的塑性变形等。声放射在切削过程中产生频 率范围很宽的声发射信号，从几十千赫兹至几兆赫兹不 等。声发射信号可分为突发型和连续型两种。突发型声 发射信号在表面开裂时产生，其信号幅度较大，各声发 射事件之间间隔时间较长；连续型声发射信号幅值较低， 事件的频率较高，以致难以分为单独事件。

　　2. （1）直接测量与间接测量。 （2）接触测量和非接触测量。 （3）在线）刀具、工件尺寸及相对距离测定法。 （2）放射线）光学图像法。

　　三坐标测量机，是一种检测工件尺寸误差、形位误差以 及复杂轮廓形状的自动化制造系统的基本测量设备。

　　（1）坐标测量机结构的特点。 CMM和数控机床 一样，其结构布局有立式和卧式两类，立式 CMM有时 是龙门式结构，卧式 CMM有时是悬臂式结构。两种结 构形式的CMM都有不同的尺寸规格，从小型台式到大 型落地式。图 6-27是一悬臂式 CMM，由安放工件的工 作台、立柱、三维测量头、位置伺服驱动系统、计算 机控制装置等组成。

　　（1）刀具信息。 （2）机床状态信息。 （3）系统运作时的状态信息。 （4）在线）系统安全情况信息。 （6）仿真信息。仿真信息包括以下内容：零件的 数控程序是否准确；有无碰撞干涉情况；仿真综合结果 情况等。

　　正常切削时，声发射信号是小幅值的连续信号。刀 具破损时，声发射信号幅值远大于正常切削，它与刀具 破损面积有关，增长幅度为 3～7倍。因此，声发射信号 产生阶跃突变是识别刀具破损的重要特征。图 6-26所示 为声发射钻头破损检测装置系统图。

　　三坐标测量机的测量精度很高，但它对地基和工作环境 的要求也很高，它的安装必须远离机床。如果零件的检测需 要在几个不同的阶段进行，零件就需要反复搬运几次，这对 于质量控制要求不是特别精确的零件显然是不经济的。由于 数字控制机床和 CMM在工作原理上没有本质区别，且三坐标测 量机上用的三维测量头的柄部结构与刀杆一样，因此可将其 直接安装在机床（如加工中心）上。需要检测工件时，将测 量头安装在机床主轴或刀架上，测量工作原理与 CMM相同； 测量完成再由换刀机械手将测量头放入刀库。为了能够更好的保证测试 精度和保护测试头，工件在数字控制机床上加工结束后，必须经 高压冷却液冲洗，并用压缩空气吹干后方可进行检测验证测量。

　　质量和系统的正常运行 ，需要对系统运作时的状态和加工 过程进行仔细的检测与监控（如图6-23所示）。

　　例6-2切削力法刀具磨损和破损的检测与监控。切 削力的变化能直接反映刀具的磨损情况， 图6-24中Ⅰ和Ⅱ所示是切削力的变化过程，曲线Ⅰ表 示的是锋利的刀具，曲线Ⅱ表示的是磨钝了的刀具。切削 力的差异ΔF是反映刀具实际磨损的标志。如果Ⅰ切削力突 然上升或突然下降，可能预示刀具的折断。

　　图6-25所示为根据切削力的变化判别刀具磨损和破损 的系统原理图。当刀具在切削过程中磨损时，切削力会增 大；如果刀具崩刃或断裂，切削力会剧减。在系统中，工 件加工余量的不均匀等因素也会引起切削力的变化，为了 避免误判，取切削分力的比值和比值的变化率作为判别的 特征量，即在线测量三个切削分力FX、FY和FZ的相应电 信号，经放大后输入除法器，得到分力比FX/FZ和FY/FZ ， 再输入微分器得到d（FX/FZ）/dt和d（FY/FZ）/dt。