[发明专利]一种基于多传感器的振动切削加工诊断系统及方法

说明书

本发明属于振动切削技术领域，公开了一种基于多传感器的振动切削加工诊断系统及方法，所述基于多传感器的振动切削加工诊断系统包括：供电模块、噪声检测模块、切削力测量模块、操作模块、主控模块、加工参数设定模块、数据判断模块、数据去噪模块、超声模块、切削模块、显示模块。本发明通过数据判断模块利用电控数据等性能参数能够反映工件的加工质量与加工效率等加工效果的特性，根据性能参数来确定对应的切削数据是否合理，并由此将合理的切削数据存储到切削数据库中。同时，通过数据去噪模块从理论上可以保证100％的去噪率；通过软件对数控切削过程刀轨数据的预处理，实现刀轨数据的实时去噪，提高工件加工效率。

技术领域

本发明属于振动切削技术领域，尤其涉及一种基于多传感器的振动切削加工诊断系统及方法。

背景技术

振动切削是一种新型的非传统的特种切削加工方法，它是给刀具(或工件)以适当的方向、一定的频率和振幅的振动，以改善其切削功效的脉冲切削方法。振动切削即是通过在切削刀具上施加某种有规律的、可控的振动，使切削速度、背吃刀量发生周期性的改变，从而得到特殊的切削效果的方法。振动切削改变了工具和被加工材料之间的空间与时间存在条件，从而改变了加工(切削)机理，达到减小切削力、切削热，提高加工质量和效率的目的。振动切削按所加频率不同可分为高频振动和低频振动，低频振动仅仅从量上改变切屑的形成条件，主要用来解决断屑问题以及与此相关的一系列问题。而超声振动(高频振动)切削已经使切屑形成机理产生重大变化，可以提高被加工材料的可加工性，提高刀具寿命和工件加工质量。超声加工的工艺效果来自刀具和工件之间的分离运动，即它是一种脉冲式的断续切削过程。所以，作为精密加工和难加工材料加工中的一种新技术，它的切削效果已经得到世界各国的一致公认，认为它是传统加工技术的一个飞跃。然而，现有切削数据库高度依赖人工干预，虽然现阶段人工智能方法在切削数据库中得到了初步引用，但目前的智能化程度不高，在实际加工中仍需要大量的人工决策；同时，对削切刀轨去噪率低，加工效率低。

综上所述，现有技术存在的问题是：

现有切削数据库高度依赖人工干预，虽然现阶段人工智能方法在切削数据库中得到了初步引用，但目前的智能化程度不高，在实际加工中仍需要大量的人工决策；同时，对削切刀轨去噪率低，加工效率低。

现有技术中，声音传感器自身不具备校正补偿功能，不能准确的测定噪声数据，易造成噪声数据的控制与显示误差；现有技术中，不能保证超声换能器能得到稳定的电压，遇到电压的不稳的状况，输入的电信号不能稳定准确的转换成机械振动，造成系统工作延迟；现有技术中，显示器不能有效提高数据信息显示的准确度，降低读数速度，影响工作效率，降低经济效益。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于多传感器的振动切削加工诊断系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于多传感器的振动切削加工诊断方法，其所述基于多传感器的振动切削加工诊断方法包括：

步骤一，对基于多传感器的振动切削加工诊断系统进行供电；利用具有GM(1，N)模型的声音传感器检测切削过程产生的噪声数据；

步骤二，利用测量器根据振幅、振动频率、进给量、切削速度测量切削力数据；利用操作按键对切削设备进行控制操作；

步骤三，对振动切削加工参数进行设定；利用判断程序根据性能参数来确定对应的切削数据是否合理；利用去噪程序对数控切削过程刀轨数据的去噪处理；

步骤四，利用超声信号发生器的输出频率经功率放大器放大后，送至内设微型稳压器的超声换能器，超声换能器将输入的电信号转换成机械振动，激励刀具产生垂直于切削方向的横向超声振动；

步骤五，利用削切刀片对工件进行削切操作；利用具有十字线灰度图像清晰度改进模型的显示器对检测的噪声数据、削切力数据、参数设定数据信息进行显示。