【摘 要】
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薄壁金属件在加工过程中，受切削力和热效应的作用，易产生变形和振动，导致加工变形和尺寸误差。对加工过程中薄壁金属件形体尺寸进行在线监测，有助于实时调整加工工艺参数，提高加工
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薄壁金属件在加工过程中，受切削力和热效应的作用，易产生变形和振动，导致加工变形和尺寸误差。对加工过程中薄壁金属件形体尺寸进行在线监测，有助于实时调整加工工艺参数，提高加工精度和质量。本论文针对航空薄壁件加工过程中的工件厚度在线测量需求，提出了一种基于射频识别（RFID）技术的金属厚度跟随感知方法并进行了原型系统实现，可在加工过程中对金属薄壁件的厚度进行在线测量。本文主要研究工作包括： 提出了一种基于RFID感知技术的金属薄壁件厚度跟随测量方法。利用互感等效电路模型，建立了RFID天线线圈阻抗模型，给出了影响系统性能的主要参数。针对线圈与金属工件间距离对金属厚度测量的影响，提出了基于双频组合测量方式的抑制方法。 对影响RFID金属厚度测量性能的主要因素进行了分析，提出了系统分析优化目标参数——RFID射频信号频率和天线线圈尺寸。建立了测量系统的电磁场分析模型，分析了目标参数对厚度测量的影响规律，提出了优化后的参数取值范围，在此基础上建立了金属厚度与天线线圈阻抗之间的数学关系模型，为金属薄壁件厚度在线测量和标定提供解算模型。 根据优化后的频率和线圈尺寸，完成了测量系统硬件和软件的详细设计，并进行了原型系统实现。设计信号调理电路，拓宽了阻抗测量的范围。提出了反馈电阻自适应匹配技术，提高了系统阻抗测量的精度。 搭建了用于金属薄壁件厚度测量的实验平台，在不同的线圈与金属工件间距离下，对设计的金属厚度测量系统进行了测试实验，对测量结果进行了误差分析，在设计的测量范围内，测量误差小于±10％，验证了基于RFID技术的金属薄壁工件测量方法具有较好的测量结果。 该系统可与RFID智能刀具管理系统集成，实现对加床加工工件、刀具状态信息的实时反馈，为优化加工工艺参数提供依据。
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