基于無線傳輸?shù)臏y力刀柄系統(tǒng)設(shè)計及實驗研究.pdf

1、新一代信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合，正在引發(fā)影響深遠的產(chǎn)業(yè)變革，使高端數(shù)控機床朝著智能化方向發(fā)展，而智能功能部件的研發(fā)則是機床智能化的關(guān)鍵。智能功能部件主要是融合一種或幾種智能傳感器，實現(xiàn)力監(jiān)測、振動監(jiān)測、熱補償、磨損監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測等智能功能的部件。然而切削監(jiān)測的物理參數(shù)有很多，比如切削力、切削溫度、振動、刀具磨損等，但在所有加工狀態(tài)監(jiān)控物理參數(shù)中，切削力最能反映切削過程，因此，切削力監(jiān)測研究一直占有極其重要的學(xué)術(shù)地位。目前，切削力監(jiān)測使用

2、最多的是臺式測力儀，測量時工件放在測力儀上，測力儀固定工作臺上，因而，工件的尺寸受到限制，而且也無法滿足大型零件加工時切削力的實時監(jiān)測等要求。針對上述狀況，本文研制一種集結(jié)傳感器以及采集傳輸模塊的測力刀柄系統(tǒng)，實現(xiàn)銑削過程軸向力和扭矩的實時監(jiān)測。具體研究內(nèi)容如下：
　　(1)建立刀柄系統(tǒng)力學(xué)模型，研究刀柄橫截面的應(yīng)力分布，設(shè)計軸向力傳感器和扭矩傳感器，合理布置應(yīng)變片，使軸向力和扭矩單獨測試，消除彎矩對的軸向力和扭矩測量的影響。

3、r>　　(2)根據(jù)傳感器空間布局、檢測系統(tǒng)靈敏度以及刀柄剛度要求，對刀柄可安裝傳感器的環(huán)形槽結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，以檢測系統(tǒng)靈敏度最大為首要優(yōu)化目標，軸向剛度、徑向剛度最大為次要優(yōu)化目標，建立刀柄環(huán)形槽結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，通過目標驅(qū)動優(yōu)化方法進行優(yōu)化求解，得到優(yōu)化后刀柄環(huán)形槽的結(jié)構(gòu)尺寸。
　　(3)根據(jù)優(yōu)化后刀柄和信號采集處理裝置的結(jié)構(gòu)，完成了測力刀柄系統(tǒng)的總體設(shè)計，并通過有限元仿真方法驗證測力刀柄的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能(固有頻率、靈敏