发明名称 电脑辅助切削颤振侦测与抑制系统
摘要 一种电脑辅助切削颤振侦测与抑制系统,其包括一网路监控系统、一讯号撷取系统、一颤振侦测系统、以及一颤振抑制系统。网路监控系统用以监控一工具机与接收切削过程中产生的声音。讯号撷取系统用以撷取切削过程中产生的振动位移讯号,并且将该振动位移讯号转换成为数位讯号并传送之。颤振侦测系统用以接收该数位化之振动位移讯号,并且判断该振动位移讯号为颤振讯号时发出一控制命令。颤振抑制系统接收该颤振侦测系统发出之该控制命令,并且据以调整该工具机之该主轴的转速。
申请公布号 TWI268196 申请公布日期 2006.12.11
申请号 TW094105390 申请日期 2005.02.23
申请人 私立中原大学 发明人 王世明;谢祥永
分类号 B23Q15/12(2006.01);G05B19/406(2006.01) 主分类号 B23Q15/12(2006.01)
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路4段279号3楼;颜锦顺 台北市大安区信义路4段279号3楼
主权项 1.一种电脑辅助切削颤振侦测与抑制系统,其适用 于一工具机,其中上述工具机系用以切削一工件, 包括: 一网路监控系统,其更包括一网路摄影机与一语音 模组,其中上述网路摄影机用以监控上述工具机, 上述语音模组用以接收上述工具机切削上述工件 时产生的声音; 一讯号撷取系统,其更包括至少一位移计与一动态 讯号撷取盒,上述位移计用以撷取上述工具机之一 主轴切削上述工件时产生的振动位移讯号,且上述 动态讯号撷取盒用以将上述振动位移讯号转换成 为数位讯号并传送之; 一颤振侦测系统,用以接收上述数位化之振动位移 讯号,并且判断上述振动位移讯号是否为一高频讯 号,若上述振动位移讯号为上述高频讯号,则判断 根据上述振动位移讯号所产生之讯号点是否落入 利用一顺滑函数推导而得之稳定区中,若上述讯号 点落入上述稳定区中,则表示上述振动位移讯号为 稳定切削讯号,若上述讯号点落入非上述稳定区中 ,则发出一控制命令;以及 一颤振抑制系统,用以接收上述颤振侦测系统发出 之上述控制命令,并且据以调整上述工具机之上述 主轴的转速。 2.如申请专利范围第1项所述的电脑辅助切削颤振 侦测与抑制系统,其中,利用上述位移计撷取上述 主轴发生共振时之振动位移所产生的上述振动位 移讯号讯号。 3.如申请专利范围第2项所述的电脑辅助切削颤振 侦测与抑制系统,其中,上述振动位移表示上述主 轴在发生共振时之移动速度或加速度。 4.如申请专利范围第1项所述的电脑辅助切削颤振 侦测与抑制系统,其更包括一变频器,其中上述颤 振抑制系统输出一控制命令予上述变频器以调降 或调升主轴转速。 5.如申请专利范围第1项所述的电脑辅助切削颤振 侦测与抑制系统,其中,上述颤振抑制系统在调整 上述主轴的转速后,上述颤振侦测系统重复上述判 断步骤,并且根据判断结果决定是否发出上述控制 命令予上述颤振抑制系统以再调整上述主轴的转 速。 6.如申请专利范围第1项所述的电脑辅助切削颤振 侦测与抑制系统,其中,上述讯号撷取系统更包括 一资料撷取卡,用以撷取连续之上述振动位移讯号 。 7.如申请专利范围第1项所述的电脑辅助切削颤振 侦测与抑制系统,其中,上述位移计系设置于上述 工具机之一夹置具的两侧。 8.如申请专利范围第1项所述的电脑辅助切削颤振 侦测与抑制系统,其更包括一网路伺服器与一客户 端,其中上述客户端透过一传输体连接到上述网路 伺服器,以经由上述网路摄影机观看上述工具机之 切削状况以及经由上述语音模组收听上述切削过 程中产生之上述声音。 9.如申请专利范围第8项所述的电脑辅助切削颤振 侦测与抑制系统,其中,上述网路伺服器更提供一 操作界面,使上述客户端可利用上述界面执行上述 切削设定与控制。 图式简单说明: 第1图系显示本发明实施例之电脑辅助切削颤振侦 测与抑制系统的架构示意图。 第2图系显示本发明实施例之切削颤振侦测与抑制 的方块图。 第3图系显示本发明实施例之顺滑函数推导所得之 顺滑层的示意图。 第4图系显示本发明实施例之电压转速对照示意图 。 第5图系显示本发明实施例之切削颤振侦测与抑制 方法的步骤流程图。 第6图系显示颤振发生时工具机主轴于X、Y轴的位 移与时间的关系示意图。 第7图系显示颤振发生时根据振动位移产生的顺滑 函数値与时间的关系示意图。 第8图系显示颤振发生时利用顺滑函数所产生之相 位平面图以及工具机主轴于Y轴的振动频谱示意图 。 第9图系显示本发明实施例之调降主轴转速以抑制 颤振发生时工具机主轴于X、Y轴的位移与时间的 关系示意图。 第10图系显示本发明实施例之调降主轴转速以抑 制颤振发生时根据振动位移产生的顺滑函数値与 时间的关系示意图。 第11图系显示本发明实施例之调降主轴转速以抑 制颤振发生时利用顺滑函数所产生之相位平面图 以及工具机主轴于Y轴的振动频谱示意图。 第12图系显示本发明实施例之调升主轴转速以抑 制颤振发生时工具机主轴于X、Y轴的位移与时间 的关系示意图。 第13图系显示本发明实施例之调升主轴转速以抑 制颤振发生时根据振动位移产生的顺滑函数値与 时间的关系示意图。 第14图系显示本发明实施例之调升主轴转速以抑 制颤振发生时利用顺滑函数所产生之相位平面图 以及工具机主轴于Y轴的振动频谱示意图。
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