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在机械制造加工过程中,刀具是最基本但又必不可少的生产要素,其状态的好坏直接影响加工成品的质量和加工系统运行的可靠性和稳定性。因此如何识别刀具磨损并及时更换已磨损、破损的刀具是保证产品质量乃至保证自动化加工过程正常进行的关键问题之一。本文以加工中心切削刀具为研究对象,在阅读了大量的国内外文献和现行的研究基础上,针对实际运行的系统,构建了一个具有通用性的可扩展的监控系统;本文将声发射信号和刀具图像作为研究对象,通过分析声发射信号和刀具图像,建立了一个基于LabVIEW的加工中心刀具监测仿真系统,准确定位刀具状态,建立精确的刀具磨损、破损的信息采集的特征模型。本文的创新工作有:
1.提出将声发射监测和图像检测结合起来考虑,刀具磨损状态监测的可靠性将会得到明显提高。
2. 本项目是将数据采集、信息处理技术、多源信息融合技术与刀具实时监控、决策与反馈融于一体,实现信息化制造系统中刀具磨损与破损信息的实时监控并提供精确的决策和反馈信息,具有很高的可靠性、实时性和抗干扰性。
3. 整个系统是基于LabVIEW 平台开发设计的。声发射信号分析与处理的方法主要是应用小波变换原理,即基于Matlab 平台应用信号处理、小波分析等方法构建基础分析仿真系统。将参数通过LabVIEW 与Matlab 接口传递给Matlab 相应的功能函数,完成信号分析与处理功能;图像处理是基于LabVIEW 平台通过对刀具图像的实时获取、预处理、特征提取,准确地提取出刀具缺陷的特征参数;利用LabVIEW的信息融合模块的灵活性,针对多输入多输出的特点,将计算机、多传感器、LabVIEW软件有机地结合起来,构建了一个刀具监测仿真系统,实现对多传感器信息的监测融合,提高加工效率。