자유형 표면에서 오버컷의 웨이블릿 분석 CNC 가공

게시 시간 : 07 / 29 2021 작성자 : 사이트 편집자 방문: 18170

CNC 공작 기계 및 머시닝 센터와 같은 많은 장비가 금형 제조에 사용됩니다. 제조주기가 깁니다. 작업자는 피로하기 쉽습니다. 고장이 발생하면 인간의 인식에서 해당 조치를 취하는 데 몇 초가 소요되며 이는 제품 스크랩으로 이어질 수 있으며 심각한 경제적 손실을 초래할 수 있습니다. 일반 부품 가공에서 공구 파손 및 가공 불량 진단에 대한 국내외 연구 보고가 많다. 그 중 대부분은 음향 방출, 절삭력 또는 진동 모니터링 등에 집중되어 있으며 큰 진전을 이뤘습니다. 그러나 처리가 복잡합니다. 자유형 표면 특성을 가진 금형 및 기타 공작물은 여전히 효과적인 모니터링 기술이 부족합니다. 그 이유는 오버컷 신호를 인지하기 어렵기 때문입니다. 다른 하나는 실시간 모니터링을 위한 효과적인 수단을 제공하는 것입니다. 이 기사는 현재 신호 처리 도구인 웨이블릿 분석을 사용합니다. 시간-주파수 공간에서 오버컷 신호를 정확하게 추출하기 위해 원래 신호의 다른 시간 주기와 주파수 대역에서 "집중" 스캐닝이 수행됩니다. 1 웨이블릿 분석 개념 웨이블릿 분석은 푸리에 분석의 발전입니다. Xu Shuxin 등을 사용합니다. 자유형 표면 수치 제어 가공 중 오버컷의 웨이블릿 분석 탄성 웨이블릿 기반 함수 kb(t)는 적분 변환 함수로 사용됩니다. 주파수가 다른 경우, 스케일 파라미터 a(a는 감소)의 확장 및 축소에 따라 고주파 특성이 분석 및 검출되면 타임 윈도우가 자동으로 변경됩니다. 시간 창은 자동으로 넓어지고 주파수 창은 자동으로 좁아져 다른 기간 동안 시간-주파수 창의 적응적 변화를 실현합니다. 기본 기능을 변경할 수 있습니다. 시간 축을 따라 슬라이드하여 언제든지 신호의 세부 사항을 분석할 수 있습니다.

자유형 표면에서 오버컷의 웨이블릿 분석 NC 가공

2 자유형 표면 처리에서 오버컷 신호의 웨이블릿 분석 원리. CNC 가공에서 공구 끝면과 공작물의 표면이 교차하는 것을 오버 커팅이라고 합니다. 그것은 비정상적인 절단에 속합니다. 공작물의 자유형 표면이 과도하게 절단되면 절삭력이 갑자기 변경되어 절삭력이 변경되고 이에 따라 공구를 구동하는 모터 전류도 변경됩니다. 따라서 절삭력으로 모터 전류의 변화를 모니터링하면 공구 상태를 간접적으로 모니터링하고 스핀들 모터에서 전류 신호를 추출할 수 있습니다. 가장 간단한 방법은 직렬 저항으로 I/를 수행하는 것입니다. U 변환, 전압 형태로 출력하지만 저항을 추가하면 모터 자체의 부하 특성이 변경되어 측정 정확도가 떨어집니다. 또한 저항기의 양쪽 끝에 연결된 다른 계측기는 전위를 일시 중단하도록 동등하게 변환되어야 하며, 이는 의심할 여지 없이 측정 시스템의 복잡성을 증가시킵니다. 이러한 점에서 본 논문에서는 자기 밸런스 홀 전류 센서를 사용한다. 센서 자체는 DC 전원 공급 장치에 연결됩니다. 홀 소자 내부에 자기장이 생성됩니다. 모터의 전류 입력 단자를 센서에 연결하면 출력 단자에 전류가 발생합니다. 홀 소자 내부에 균형 잡힌 자기장을 생성합니다. 모터 전류가 변경되면 균형 자기장이 영향을 받습니다. 새로운 균형을 달성하려면 그에 따라 출력 전류를 변경해야 합니다. 홀 소자는 입력과 출력 사이에 좋은 선형 관계를 갖기 때문에 출력 신호의 변동은 모터 전류의 변화를 간접적으로 반영할 수 있습니다. 출력 신호를 f(t)로 설정하면 f(t)의 연속 웨이블릿 변환은 f(t) 및,)(, 해당 스케일 함수 1의 내부 곱의 다중 분해능 근사로 정의될 수 있으므로 V/공간의 기본 함수도 V/+i 공간에 위치해야 합니다. 따라서 V/+i 공간의 표준 직교 기반을 사용하여 V의 직교 투영에서 각각 1 및 2'의 근사값을 표현할 수 있습니다. /+i 및 V/. 투영 정리에 따르면 해상도 2'의 세부 신호는 V/약 V+1의 직교 보완 공간에 대한 원래 신호의 직교 투영이어야 합니다. 이 직교 보완 공간을 W/, 즉 W/공간 2/(x -2/n)의 기저 함수도 V/+i 공간에 위치해야 하므로 정규 직교 기저 공식(5) V+1 공간은 또한 신호/(t)GV+1을 표현하는 데 사용될 수 있으며, 위 공식은 f(t의 이산 근사 Af)가 더 높은 수준의 이산 근사 Ad+i/에서 얻을 수 있음을 보여줍니다. 통과 필터. f(t)의 세부 신호 D/f는 더 높은 수준의 이산 근사 Ad+i/pass 다른 필터에서도 얻을 수 있습니다. 필터 h(n)g(n)은 스케일링 함수 h(t)와 웨이블릿 함수 ⑴의 내적에 의해 정의됩니다.

컴퓨터에 의해 샘플링된 디지털 신호의 경우 XNUMX개 신호는 작은 오버컷입니다. Tool 2 공작물이 발생하기 쉽습니다. 오버컷의 기본적인 특성을 고려하면서 테스트 과정을 단순화하기 위해 본 논문에서는 그림과 같이 오버컷 시뮬레이션 테스트를 진행하였다. 샘플링 주파수는 1kHz입니다.3.1 오버컷 테스트의 테스트 조건은 다음과 같습니다. 밀링 커터의 직경은 8mm, 절삭 깊이는 1mm, 스핀들 속도는 n=500r/min, 이송 속도는 v=150mm입니다. /min, 오버컷 깊이는 Hg=0.05mm, 공작물 재질은 A3강, 공구 재질은 고속강입니다. 측정된 신호는 오버컷 신호와 웨이블릿 분해에서 S와 같다. 시간 영역 신호가 더 복잡하고 명백한 오버컷 기능이 없음을 알 수 있습니다. 예를 들어 주파수 영역에서 관찰할 경우 시간 영역에서 측위가 부족하여 실시간 모니터링이 불가능하다. 의 목표. 따라서 원래 측정된 신호는 웨이블릿 분해를 거쳐 변환 결과가 변환 결과에 나열됩니다. 변환 결과를 보면 오버컷이 발생하면 작은 스케일(고주파)에서는 반사가 뚜렷하지 않지만 XNUMX번째 스케일에서는 오버컷 특징이 뚜렷함을 알 수 있다. 실제 모니터링에서 이 스케일에 임계값을 설정하여 절단 상태를 식별할 수 있으며 그 교차 절단 지점이 웨이블릿 변환 그래프에서 시간-주파수 양방향으로 정확하게 위치하여 실시간 모니터링에 편리함을 보여줍니다. . 3.2 크로스 컷 테스트 두 가지 테스트 조건: 밀링 커터 직경 10mm, 절삭 깊이 = 0.5mm, 스핀들 속도 n=500r/min, 이송 속도 v=150mm/min, 오버컷 깊이 Q1mm, 공작물 재료는 조수, 공구 재료는 high-speed steel 측정된 신호와 그 웨이블릿 분해를 그림에서 볼 수 있습니다. 그림에서 볼 수 있듯이 고주파수 대역에서는 오버커팅 포인트가 명확하지 않습니다. XNUMX번째 눈금에서도 과도하게 잘린 부분이 선명하게 나타납니다. 4 결론 Wavelet은 신호의 시간-주파수 지역화로 변환됩니다. 수학적 기초를 제공하고, 웨이브렛 분석 방법을 채택하고, 시간 영역과 주파수 영역에서 신호를 동시에 분석할 수 있으며, 포인트의 정확한 시간-주파수 위치를 수행할 수 있습니다. 관심. 공작물의 자유형 표면의 NC 가공에서 오버커팅은 일반적인 형태의 실패입니다. 진입점에는 풍부한 주파수 정보가 포함되어 있지만 시간 영역 관찰만으로는 오버컷에 대한 관련 정보를 얻기가 어렵습니다. Wavelet 분석은 서로 다른 시간과 세그먼트에서 신호를 관찰할 수 있으며 주파수 변이점에 대한 다양한 정보를 정확하게 추출할 수 있습니다. 그것은 시간에 공간이 오버컷 정보를 관찰하기 위해 "집중된" 스캐닝을 사용한다는 것을 보여줍니다. 일부 주파수 대역에서는 반사가 명확하지 않지만 다른 주파수 대역에서는 웨이블릿 계수 값이 분명히 두드러져 실시간으로 공구의 절단 상태를 효과적으로 식별할 수 있습니다.

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