一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，属于钻削加工的刀具状态监测领域。切屑断裂瞬间会产生突发性声发射信号，本发明专利技术利用包络解调法得到声发射信号的低频包络曲线，然后利用小波峰谷检测法得到低频包络曲线的波谷位置(时刻)，从而提取出断屑时间(切屑断裂的时间间隔)。该方法有效提取出反映刀具状态的断屑时间均值这一特征值，利用该特征值对刀具状态进行监测，可以提高刀具状态监测的灵敏度，同时能够避免低频环境噪声和机床振动的干扰，为钻削加工提供了一种新的刀具状态监测方法，具有广泛的工程应用价值。

A tool condition monitoring method based on chip break time extraction

The invention discloses a tool condition monitoring method based on chip breaking time extraction, which belongs to the field of tool condition monitoring in drilling process. Chip breaking moment will produce burst acoustic emission signal, the low-frequency envelope curve of acoustic emission signal using envelope demodulation method, then obtain low-frequency envelope curve using wavelet method to detect the peak trough position (time), to extract the chip breaking time (chip fracture interval). This method can effectively extract the cutting tool state reflects the characteristics of time average value, the characteristic value of the monitoring of tool condition, can improve the sensitivity of tool condition monitoring, and can avoid the interference of low-frequency noise and vibration of the machine tool for drilling, provides a new tool monitoring method. Has broad application value.

【技术实现步骤摘要】
一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法
本专利技术属于钻削加工的刀具状态监测领域，具体涉及一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法。
技术介绍
钻削加工是制造业中使用最为广泛的金属切除方法之一，占整个金属切除任务的近40％。然而钻削加工处于封闭或半封闭的条件下，导致钻削加工过程的非平稳性较强，因此刀具故障会随机发生。能否有效地对钻削加工的刀具状态进行实时监测，己成为提高钻孔质量、降低生产成本、实现钻削加工自动化的关键性技术。钻削加工过程常见的刀具故障包括刀具磨损、破损等。切削刃的磨钝、崩裂会导致切屑断裂困难，从而使切屑的形态、质量等发生变化，表现为切屑变长、变厚，因而切屑状态直接反映了刀具状态。切屑断裂的瞬间将引起切削力的波动，进而导致振动等信号产生波动；同时会产生突发性声发射信号。切屑断裂信号是很微弱的低频信号，会被淹没在加工现场的低频环境噪声和机床振动之中，因此无法从切削力、振动等信号中提取出来。然而在声发射信号中，切屑断裂信号会被调制到高频带，可以避免上述干扰。因此在钻削加工的刀具状态监测领域，声发射信号是一种很有前途的监测信号。在传统的钻削加工的刀具状态监测方法中，声发射信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，该刀具状态监测方法利用数据采集系统和信号处理程序，从钻削加工过程产生的声发射信号中提取断屑时间，将断屑时间的平均值作为反映刀具状态的特征值，利用该特征值对钻削加工的刀具状态进行监测。

【技术特征摘要】
1.一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，该刀具状态监测方法利用数据采集系统和信号处理程序，从钻削加工过程产生的声发射信号中提取断屑时间，将断屑时间的平均值作为反映刀具状态的特征值，利用该特征值对钻削加工的刀具状态进行监测。2.根据权利要求1所述的一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，所述从声发射信号中提取断屑时间的步骤为：首先利用数据采集系统采集钻削加工过程产生的声发射信号，然后利用信号处理程序中包络解调法得到声发射信号的低频包络曲线，再利用信号处理程序中小波峰谷检测法得到低频包络曲线的波谷位置，从而得到反映刀具状态的断屑时间。3.根据权利要求2所述的一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，所述数据采集系统包括安装在机床工作台(4)上的声发射传感器(5)，声发射传感器(5)上连接有用于对声发射传感器(5)的输出信号进行调理的前置放大器(6)，前置放大器(6)上连接有用于采集调理后的电压信号的模拟采集模块(7)，模拟采集模块(7)上连接有用于保存采集数据的电脑(8)，所述信号处理程序置于电脑(8)中；机床工作台(4)上设置加工工件(3)，加工工件(3)的正上方设置有连接在机床主轴(1)上的钻销加工刀具(2)。4.根据权利要求2所述的一种基于断屑时间提取的刀具状态监测方法，其特征在于，利用信号处理程序中包络解调法得到声发射信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯成刚，李龙，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61