1/3 Октавные спектры начала (синий) и конца (желтый) шлифования
Спектры до 2-х кГц при работе острым (красный) и засаленным (зеленый) кругом
Спектры в диапазоне до 10 кГц: острый (красный) и засаленный (зеленый).
Поведение ВА сигнала при резке металлов и керамики отрезными кругами очень близко к его поведению при шлифовании. Например, резка кремниевых пластин алмазными кругами генерирует ВА сигнал, который значительно превышает уровни помех, создаваемых кинематикой станка. Высокие скорости резания и твердость обрабатываемого материала позволяют контролировать тончайшее касание инструмента и заготовки и оценивать их относительное позиционирование.
Отображение износа резцов при точении
Практическое использование ва сигналов в системах мониторинга технологических процессов
Основные закономерности поведения ВА сигналов при трении и
резании, используемые в системах мониторинга
К основным свойствам ВА сигналов, сопровождающих резание и трение, необходимо отнести следующее:
1. ВА сигнал возникает всегда, когда есть трение, резание, пластические деформации.
2. В месте возникновения ВА сигнала его энергия распространяется по упругой системе станка по всем направлениям в частотном диапазоне от нескольких десятков герц до нескольких мегагерц.
3. При распространении по упругой системе энергия ВА сигнала рассеивается. В первую очередь затухают высокочастотные составляющие. Это свойство позволяет надежно воспринимать полезный сигнал вблизи диагностируемого источника на фоне помех, создаваемых работой других источников, расположенных на отдалении от зоны резания и генерирующих ВА сигнал в тех же частотных диапазонах.
4. При соприкосновении элементов трущейся пары мощность генерируемого ВА сигнала быстро нарастает в первые моменты увеличения фактической площади и давления в контакте. ВА сигнал, сопровождающий момент касания, вполне различим на фоне помех еще до того как упругие деформации в контакте переходят в пластические. Скорость нарастания амплитуды ВА сигнала тем выше, чем выше скорость относительного движения контактирующих элементов и чем выше твердость менее твердого элемента пары.
5. Амплитуда ВА сигнала во фрикционном контакте при прочих равных условиях монотонно увеличивается с ростом шероховатости в контакте и твердости элементов пары.
6. При стабильных условиях работы режущего инструмента по изменениям параметров ВА сигнала можно оценивать его износ. Точность оценки зависит от типа инструмента, выбранного диагностического параметра, условий измерения и их стабильности. Предельный износ инструмента выявляется с достаточно высокой степенью надежности, доходящей до 100 процентов. При неконтролируемой вариации режимов резания надежность диагноза снижается.
7. Реакция ВА сигнала на поломки концевого инструмента заключается в увеличении амплитуды более чем на 15 – 20 дБ по сравнению с нормальным резанием и в резком падении амплитуды перед поломкой или сразу после нее.
8. Реакция ВА сигнала на момент поломки инструмента в значительной степени зависит от условий контактирования инструмента в окрестности возникновения трещины с обрабатываемым материалом и стружкой. Высокая плотность контакта соответствует минимальной реакции ВА сигнала. Максимальная реакция ВА сигнала на поломку инструмента возникает при быстром и полном освобождении инструмента в момент поломки от нагрузки со стороны обрабатываемого материала.