[发明专利]基于单点监测加速度的薄壁件加工加速度场构建方法

说明书

本发明公开了一种基于单点监测加速度的薄壁件加工加速度场构建方法，用于解决现有方法实用性差的技术问题。技术方案是在薄壁件加工时仅使用一个加速度传感器，将其粘贴在薄壁件轴对称位置，利用监测得到的加速度信号通过反算算法得到任一加工位置处的加速度大小，从而构建整个薄壁件加工区域的加速度场，通过对加速度场数据分析，实现对加工时振动的表征。该方法使用的加速度传感器封装性较好，受切削液冲击影响小，利用加工时监测的加速度信号构建整个加工过程的加速度场以实现对加工振动的表征，同时模型考虑了工件各阶模态的影响，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种薄壁件加工加速度场构建方法，特别涉及一种OPC安全网关数据包过滤方法。

背景技术

高端行业的发展，促使工业中关键零部件(航空、航天、模具产业)性能和寿命的提高，应用智能制造工艺已经成为一个趋势。在这一方面，实现智能加工的关键因素之一就是过程监测，它需要为整个过程提供及时、可靠和详细的信息。机械加工作为一种减材制造方法，通过刀具与工件的相互作用最终得到所设计的零件形状。然而，由于刀具和工件之间周期性力的作用，必然使加工过程中发生振动引起工件的位移，从而影响加工表面质量，严重时还会加速刀具磨损，影响机床、夹具和刀具寿命，因此对于加工过程中的振动监测显得尤为重要。

薄壁件作为一种结构性零部件具有质量轻、韧性强、节约材料等优点而被广泛应用在航空航天、汽车工业、仪器仪表、石油电力等领域。但是薄壁件刚度弱、强度差，在加工过程很容易发生振动使工件产生变形、加快刀具磨损、增大零件的形位误差、降低加工质量。同时薄壁零件在加工时的材料去除率高，容易伴随产生强时变性、非线性等问题，无法保证整个加工工艺系统的稳定性，从而发生难以预料的颤振等现象。

针对于薄壁件的振动监测，现阶段主要利用各种传感器实时获取与振动相关的信号并进行在线信息处理，这些信号主要包括切削力、振动、声发射、声、功耗等，其中振动信号分为位移、速度和加速度。声发射、声信号的采集设备为声发射传感器和麦克风，但其信号监测容易受到环境的影响。振动监测为相应的位移、加速度传感器，但是监测过程受传感器安装位置影响较大，且现有的研究将一点监测到的信号代表整个加工过程中的振动强度，而这明显与振动能量衰减相违背。切削力的监测主要以测力台为主，但是该方法对力的采集设备具有较高的要求，且对于需要特殊装夹的零件，测力仪因无法满足装夹而受到限制，在实际应用中存在很大的局限性。文献“基于PVDF薄膜传感器的薄壁件铣削振动在线监测与分析，Journal Of Mechanical Engineering,vol.54,pp.116-123,2018,No.17”公开了一种利用PVDF薄膜传感器监测加工过程中振动的方法。文献公开的方法将传感器固定安装在工件自由端表面，当切削过程需要冷却时，切削液会对传感器的内置电极和整个封装模块产生冲击甚至破坏，且该方法在模型建立过程中只考虑了一阶模态的影响，未对更高阶模态进行分析，因此其构建的加工过程位移准确度较低。同时对于加速度场的构建，工程中主要在地震、海洋等领域研究较多，在加工时构建加工过程中加速度场还尚未有人提出。因此有必要通过构建工件加工过程中的加速度场实现对加工时的振动表征。

发明内容

为了克服现有方法实用性差的不足，本发明提供一种基于单点监测加速度的薄壁件加工加速度场构建方法。该方法在薄壁件加工时仅使用一个加速度传感器，将其粘贴在薄壁件轴对称位置，利用监测得到的加速度信号通过反算算法得到任一加工位置处的加速度大小，从而构建整个薄壁件加工区域的加速度场，通过对加速度场数据分析，实现对加工时振动的表征。该方法使用的加速度传感器封装性较好，受切削液冲击影响小，利用加工时监测的加速度信号构建整个加工过程的加速度场以实现对加工振动的表征，同时模型考虑了工件各阶模态的影响，实用性好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种基于单点监测加速度的薄壁件加工加速度场构建方法，其特点是包括以下步骤：

步骤一、将待加工薄壁件安装在测力台上，用夹具固定，其中，薄壁件满足宽厚比大于10。