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一种铣削加工刀具破损监测方法
本发明公开了一种铣削刀具破损监测方法，属于刀具状态监测 领域。其包括如下步骤：S1 选取主轴电机三相电流作为监测信号，计 算其均方根值，对均方根值进行滑动平滑处理，得到平滑的均方根值， 并将其作为监测铣削刀具破损的特征值；S2 将一个完整的铣削加工循 环分为切入、平稳切削和切出一共三个过程，再将切入，平稳切削和切出过程细分为时间长度相等的多个小段；S3 每一小段的阈值由上一 小段的特征值以及阈值系数共同决定。阈值系数通过学习多组刀具未 破损情况下的铣削加工循环数据得到；S4 最后通过比较每一小段的阈
华中科技大学
2021-04-14
一种数控机床铣削加工刀具破损监测方法
本发明公开了一种数控机床铣削加工刀具破损监测方法，该方 法通过获取机床主轴电机电流信号，预处理后经过奇异谱分析与特征 值提取过程，建立刀具破损监测模型，实现对刀具破损状态的监测， 达到通过电流信号预测刀具破损的目的。本发明采用电流信号作为监 测信号，具有信号获取容易，传感器成本低，安装方便等特点，奇异 谱分解可以有效提取信号中与刀具状态相关的成分，并且奇异谱是基 于信号内部结构的分解方法，计算速度快，节省时间；特征值是基于 统计方法方差进行提取，可以有效反应刀具破损状态，并且也具有计 算速度快的特点；支持向量机在小样本、非线性模式识别中表现出许 多特有的优势，识别准备率较高。
华中科技大学
2021-04-11
一种数控机床铣削加工刀具破损监测方法
本发明公开了一种数控机床铣削加工刀具破损监测方法，该方法通过获取机床主轴电机电流信号，预处理后经过奇异谱分析与特征值提取过程，建立刀具破损监测模型，实现对刀具破损状态的监测，达到通过电流信号预测刀具破损的目的。本发明采用电流信号作为监测信号，具有信号获取容易，传感器成本低，安装方便等特点，奇异谱分解可以有效提取信号中与刀具状态相关的成分，并且奇异谱是基于信号内部结构的分解方法，计算速度快，节省时间；特征值是基于统计方法方差进行提取，可以有效反应刀具破损状态，并且也具有计算速度快的特点；支持向量机在小
华中科技大学
2021-04-14
一种基于 RFID 技术的智能铣削刀具系统
本发明公开了一种基于 RFID 技术的智能铣削刀具系统，包括 安装在机床的基座上的主轴，主轴上安装有刀柄，刀柄上安装有刀具， 基座上固定安装有初级单元，刀柄上固定安装有次级单元，刀具上固 定安装有传感单元，传感单元安装在靠近刀具的切削刃的部位，传感 单元与次级单元通过导线连接;传感单元用于在切削的过程中实时感 知刀具的物理量;次级单元用于在线采样传感单元感知的物理量并通 过无线传输通道向初级单元传输;初级单元用于产生射频载波及在无 线传输通道中获取次级单元传输的数据。本系统通过同
华中科技大学
2021-04-14
一种基于数据的铣削刀具磨损监测方法
本发明属于刀具磨损检测相关技术领域，其公开了一种基于数据的铣削刀具磨损监测方法，其包括以下步骤：(1)采集铣削刀具工作时数控机床的主轴驱动电机的三相输出电流信号；(2)将采集到的所述三相输出电流信号进行清洗；(3)采用压缩感知方法及关键点理论自清洗后的所述三相输出电流信号中提取出表征所述铣削刀具磨损的特征系数；(4)根据实时采集的某一铣削刀具正常加工时所述主轴驱动电机的三相输出电流信号在线计算特征信号指数，进而对铣削
华中科技大学
2021-04-14
超精密铣削加工表面形貌纹理控制方法
本发明公开了一种超精密铣削加工中的表面形貌纹理控制方法，包括：设定加工表面形貌纹理方向角δ；根据纹理方向角δ确定相邻刀路的刀具初始相位角差<img file="DDA00002548708200011.GIF"wi="82" he="43" /> 根 据 刀 具 初 始 相 位 角 差 <imgfile="DDA00002548708200012.GIF" wi="83" he="43" />进行切削区域和非切削的刀路规划，生成刀位轨迹文件；利用刀位轨迹文件即可实现超精密铣削
华中科技大学
2021-04-14
一种基于电机电流的铣削刀具碰撞快速辨识方法
本发明公开了一种基于电机电流的铣削刀具碰撞快速辨识方法， 该方法包括如下步骤:利用刀具进行试切，监测电机电流信号，提取 表征刀具状态的电流特征量 IRMS 值;对获得的 IRMS 值进行平滑处 理，以去除干扰信号;然后根据平滑处理后的 IRMS 值标定出各工况 下的幅值、斜率;利用刀具进行实际切削，实时获取刀具在实际切削 加工过程中的经平滑处理后的 IRMS 的实测值 A 和波动周期内的最大 斜率&n
华中科技大学
2021-04-14
一种对五轴加工刀具平滑加工路径的方法
本发明公开了一种对五轴加工刀具平滑加工路径的方法，包括以下步骤：获取五轴加工刀具在单位球面上的离散姿态矢量与位置矢量，根据离散姿态矢量获得变换四元数，利用最小二乘法对变换四元数在四元数空间内进行参数插值优化，以得到优化后的单位四元数，根据优化后的单位四元数获得优化后的离散姿态矢量，离散姿态矢量位于单位球面上，采用最小二乘法对位置矢量进行插值优化，通过插值优化的位置矢量与优化后的离散姿态矢量获得平滑的加工路径，将平滑的加工路径输入五轴数控机床，从而实现对工件的加工。本发明能够对单位球面上离散的姿态点插值，以形成一条连续平滑的轨迹，并能利用平滑的轨迹进行实际切削，以提高加工精度。
华中科技大学
2021-04-11
精密加工刀具-工件相对振动主动控制平台
机床的振动最终都决定了刀具和工件的相对振动，是影响表面加工精度的主要因素之一，特别是加工过程中的振动控制决定了加工系统的稳定性。其中加工的振动主要是高频的主轴振动，主要引起主轴和工件的相对振动，并通过动态力最终反映到动态性能的评价指标上。我们通过在工艺系统中增加主动控制单元，从而能够通过其产生的控制力来实现切削振动的主动抵消。
上海理工大学
2021-01-12
高精密微细铣削加工关键技术研发与应用
高精密微小几何特征零件在航空航天、国防、医疗等领域的产值已超过千亿美元。目前，我国主要用传统设备对这些零件进行微细铣削，存在着精度低、耗能高、占地空间大等突出问题。另外，超精密微细铣削设备依赖进口，价格昂贵，且高端超精密微细铣削设备还对我国禁运，严重阻碍了我国高精密微小几何特征零件的精密加工与相关应用行业的发展。通过本项目高精密微细铣削加工关键技术研发与应用，解决了以上突出问题，取得了高精密微细铣削加工关键技术与装备的重大突破，打破了国外技术封锁。创新研究成果如下：
1.发明了系列超精密微细铣削机床，提出了小型超精密微细铣削机床创成式精准设计方法，解决了超精密微细铣削机床的创新研发问题。与国内目前用于微细铣削的主要加工机床相比，精度提高了一个数量级、节约了70%的能源和75%以上的占地空间。
2.发明了系列微细球头铣刀，切削部旋转包络球面直径为50μm～1000μm，前刀面与后刀面均为直纹面，从原理上保证了切削刃轮廓制备误差≤±2μm。提出了微细铣刀的直纹面组合设计方法，研发出了其制造关键技术，解决了超硬微细铣刀的创新研发问题。
3.发明了微细铣削用工件姿态微调整装置，工件上表面调整精度达1.7μm，减少了超精密微细铣削时40%的工件调整时间。提出了微细铣削工件姿态微调整夹具设计方法与技术，解决了工件姿态微调整夹具装置的刚度与阻尼优化匹配的问题。
4.提出了微细铣削的微观关系模型与微细铣削临界工艺参数分析优化方法，解决了塑性材料微细铣削尺度效应所对应临界条件的判定、硬脆性材料塑性切削判定准则不统一的问题，为超精密微细铣削装备研发与应用提供了关键支撑理论与技术。
本项目研究成果通过了山东省教育厅组织的鉴定，鉴定委员会认为，该研究整体技术达到国际先进水平，所研发的微细球头铣刀达到国际领先水平。
取得自主知识产权国家发明专利23项，实用新型专利5项，发表论文67篇，其中被SCI/EI收录47篇。所自主研发的关键技术，市场需求度高，不但能够替代进口产品，而且具有国际市场竞争的优势，社会效益显著。
本项目成果附加值高，已在多家企业推广应用，近3年，新增产值149590.2万元，新增利润21520.6万元，经济效益重大。
山东理工大学
2021-04-22