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近年来,随着数控机床在现代制造业中广泛应用,对在线无损检测提出了更高的要求。沧州欧谱声发射检测的优越性越来越多的突现出来,它在数控机床刀具监控系统中的成功应用,是现代先进制造技术的一个重要成果。 1 刀具监控系统组成 主要由传感检测和信号处理两部分组成。 2 声发射(AE)检测 2.1 声发射检测机理 它是基于材料变形时所产生的微弱应力波,声发射即是指这一物理现象。当刀具处于不同的状态下时,声发射传感器对刀具材料发生的相应变化非常敏感,它接收了由此产生并在固体中传播的声发射波,将它变换为电信号,以与表征刀具不同形态的特性曲线图上的确定临界点作比对。检测灵敏度高,较适用于检测刀具微小面积的破损和破损前产生的微裂痕。 2.2 声发射传感器结构 图1声发射传感器结构示意图,声发射传感器为利用锆钛酸铅( PZT)压电陶瓷的压电元件,这种高频压电传感器的响应频率为75Hz到1MHz,能超过声频范围和大多数机床的工作频率,在加上阻尼后,可使频率特性保持平稳。 图1声发射传感器结构示意图,声发射传感器为利用锆钛酸铅( PZT)压电陶瓷的压电元件,这种高频压电传感器的响应频率为75Hz到1MHz,能超过声频范围和大多数机床的工作频率,在加上阻尼后,可使频率特性保持平稳。 2.3 声发射检测装置 图2是一种声发射检测装置安装在机床上的示意图。当切削加工中发生钻头破损时,通过安装在机床工作台上的声发射传感器来检测钻头破损时所发生的信号。从图中可看到压电元件嵌入距切削刀具约30cm或更短的距离内,它在接收了钻头状态的声发射信号后即传至信号处理部分,经处理和分析后,若确认钻头已处于破损状态,将发出相应的信息。在实际工作时,声发射传感器感受到由结 构材料产生的振动,接收在平常切削过程中或刀尖断裂时发出的高频应力波。然后通过独立的仪表单元对声发射能量信号进行处理,焊缝探伤仪http://www.hanfengtanshangyi.com判定表示不同类型规格刀具、变化的应力波的变动。根据事先设定的参数,分析相应的频率特性曲线,输出表明刀具磨损或破裂的读数值。 2.4 应用实例 图3这个实例,用于一个现代汽车发动机厂曲轴生产线中的多台数控车床。配置采用两种传感器,霍尔电流传感器和声发射传感器,以综合检测切削过程中刀具的异常状态。图为整个系统的组成框图。通过对电流信号进行不同的处理,可以获得用于表征刀具各种状态的特征值,从而有效地对刀具的磨损、破损进行检测,并甄别不同加工条件、加工过程之间,及它们与刀具破损的区别。 3 结束语 通过声发射检测获得加工过程中的反馈信息,实现对数控机床刀具的在线无损检测。监控刀具切削状态,及时更换刀具或适时调整机床、工艺参数。对于提高生产率、设备运行的可靠性,降低加工成本、保证工件制造质量有着重要的意义。 |
