在铣削过程中,刀具磨损状态的变化是影响工件自动化加工最为常见的因素,因此,对加工中刀具磨损状态的监控十分重要。它不仅可以提高工件的加工自动化程度,又可降低制造成本、减少环境污染和保证产品质量。故铣削加工中刀具磨损状态的监测与补偿的研究具有重要的意义。 本文提取出了加工过程中刀具的各种状态信号特征值并进行状态辨识,通过对加工过程的状态信号的对比,分析出适合作为刀具磨损监测的信号。对于振动信号,我们采用小波变换的方法进行处理,把振动信号划分成不同频带,对不同频带的信号进行提取,作为刀具磨损的特征信号。同时,我们将正常加工状态的信号与严重刀具磨损需要更换刀具时的信号进行比较,通过小波分析我们可以确定发生严重磨损的时间点。对于功率信号,我们提取信号的均方根值进行分析,以反映刀具的磨损情况。 在数据采集系统的设计中,我们采用了艾雷斯科技DAC-7112DG的数据采集卡,软件采用C语言编写,在VC环境下开发运行,共包含传感器校验及数据库、数据实时采集记录以及数据处理3个部分构建刀具磨损采集系统,此系统能够实时采集并显示反映刀具状态的信号:机床功率信号、振动信号,并对这些信号进行预处理及特征量提取。 本课题的重点在于刀具磨损信号采集系统的软硬件设计和信号处理分析,提取反映刀具状态的特征信号及基于这些特征信号的刀具磨损量,计算刀具磨损的特征量。本论文为立铣刀在铣削过程中刀具磨损的监控提供了一定的理论基础。