(四)切削颤振抑制.PPTVIP

Company Logo LOGO CNC工具機之切削 顫振即時監控系統 班級：夜自控四乙 學號姓名：黃聖文 大綱 前言 顫振介紹與影響 切削顫振異常監控法則、方法 CNC線上切削異常監控系統 改善成果 結論 參考文獻 一、前言 精密切削技術具有高生產效率、高加工精度和低加工成本等優勢，可廣泛應用於各種先進產品的製造，如航空、生醫、精密模具及3C產品等。 但切削中若發生顫振則須要能在短時間內有效地辨識並抑制，方能真正的達到其效益。 二、顫振介紹與影響 (pt.1/2) 由於刀具之振動，切削過程會在工件表面留下起伏波紋，以致於切削到前次切削所遺留具有振紋之表面時，切削厚度就發生變化，切削厚度的變化引起切削力的波動，又激起刀具與工件的相對振動，並再次留下振紋，如此重複循環，形成顫振。 二、顫振介紹與影響 (pt.2/2) 加工件品質劣化 危害機台、刀具設備使用安全與壽命 造成生產環境汙染 三、切削顫振異常監控法則 (一)切削顫振異常監控法則 (二)切削顫振監控方法 (三)切削顫振監控流程圖 (四)切削顫振抑制 (一)切削顫振異常監控法則 以線上訊號收集、處理、分析方式，事先大量收集顫振之振動訊號，再根據異常之特性，以快速傅立葉轉換(FFT)及比較訊號短時變化趨勢方式建立顫振的診斷法則，其捨棄傳統較複雜之訊號分析方式如小波轉換等，可減少診斷所需的運算速度時間。 (二)切削顫振監控方法(pt.1/3) 1、顫振訊號特性分析經由實驗分析，切削顫振發生時其振動加速度訊號有以下兩種特性：(1)短時振動快速發散： (二)切削顫振監控方法(pt.2/3) (2)主振動頻率為切刃通過頻率倍頻： 以一主軸轉速8,000rpm、銑刀刃數為4，切削顫振形成期間(第4 ~5秒間)的快速傅立葉頻率分析圖。從實驗結果可確認顫振於發生初期其振動量在短時間內會快速發散，且其主要振動頻率會是切刃通過頻率倍頻。 振幅 (二)切削顫振監控方法(pt.3/3) 2、顫振監控法則根據上述之顫振振動訊號二特性，訂定切削監控法則如下： (a)短時振動變化特徵監控法則 (b)短時振動頻率監控法則 (三)切削顫振監控流程圖 (四)切削顫振抑制 切削顫振發生時可透過提高主軸轉速來抑制顫振。 一般針對不同機型，可透過切削實驗與機台剛性之敲擊實驗，建立其切削穩定區域圖(Stability Lobe Diagram)。 四、CNC線上切削異常監控系統 監控系統以振動加速規擷取即時切削振動訊號，然而切削異常監控系統若無法辨識振動來源則容易造成誤判，為解決此問題，研究中發展了一套CNC控制器雙向溝通模組其在切削時可同時擷取CNC控制器內的瞬時NC碼和機台狀態資訊，以判別當下切削動作。 五、改善成果(pt.1/3) 五、改善成果(pt.2/3) 五、改善成果(pt.3/3) 六、結論 這個研究採用短時振動訊號變化特徵分析、快速傅立葉轉換分析和瞬時NC碼輔助診斷方法，發展了一套CNC工具機之切削顫振智能化及時監控系統。 系統避免使用複雜的訊號轉換計算，可在短時內完成診斷，並直接發送指令予CNC控制器進行顫振抑制。實驗結果顯示可在3秒內完成顫振診斷和抑制，抑制前後工件表面粗糙度可獲得約3倍的改善。 七、參考文獻 王世明、何鍵鐽、顏均泰(2011) CNC工具機之切削顫振即時監控系統 。機械月刊37卷第11期 ，94-108 END * * * Company Logo LOGO * * *