梁松博,赵玉龙,赵 友(西安交通大学机械制造系统国家重点实验室,西安 710054)



三维集成车削力传感器数据采集与分析系统设计*

梁松博,赵玉龙*,赵 友
(西安交通大学机械制造系统国家重点实验室,西安 710054)

切削力与切屑形成、切削热、刀具磨损和切削振动等现象有着密切联系,是影响加工精度、刀具寿命和切削效率的重要因素。通过实时测量切削力,及时调整切削参数、优化切削工艺,对于保证加工质量、延长刀具寿命、提高切削效率等有着重要意义。切削力的准确测量和处理离不开优良的数据采集与分析系统,针对基于MEMS压阻式芯片的三维集成车削力传感器,以微处理器STM32为控制核心研制了一种三维集成车削力传感器数据采集与分析系统,实现了三维车削力的标定、实时采集和数据分析功能。

车削力;MEMS传感器;数据采集;数据分析

在车削过程中,车削力直接影响刀具磨损、零件加工精度和已加工表面质量。因此,以切削力测量进行切削状态监控,已经成为从事机械加工与研究领域人们的共识[1]。目前,国内外各研究机构研制了基于压电效应、电阻应变效应、光纤光栅效应的多种切削力传感器。但应用最广的是应变式车削力传感器和压电式车削力传感器[2]。压电式三维车削测力仪具有高刚度、高固有频率、线性好等优良特点[3]。应变式车削力传感器具有精度高、可靠性好和长期稳定性好的优点。然而,压电式车削力传感器存在三向力测量独立性差,不易维护,难以测量稳定量的缺陷。……