為提高機(jī)械加工的精度，對(duì)精密加工系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行綜合的監(jiān)測(cè)是技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。精密加工系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)展較快的一門(mén)新興學(xué)科，它包括對(duì)機(jī)械狀態(tài)量(力、位移、振動(dòng)、溫度、壓力、和流量等)的監(jiān)測(cè)，狀態(tài)特征參數(shù)變化的辨識(shí)，機(jī)械產(chǎn)生振動(dòng)和損傷時(shí)的原因分析、振源判斷、故障預(yù)防等等。通過(guò)對(duì)精密數(shù)控車(chē)床精密加工過(guò)程中設(shè)備狀態(tài)(刀具三向切削力、振動(dòng)、刀具溫度、主軸軸向位移)和旋轉(zhuǎn)工件部分參數(shù)(工件表面溫度)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其實(shí)質(zhì)是了解和掌握加工系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的狀態(tài)，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行和加工過(guò)程，在出現(xiàn)異常時(shí)，可提供分析的數(shù)據(jù)。 T6,6lll  
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本系統(tǒng)的目的是通過(guò)對(duì)精密加工系統(tǒng)中一些影響精密加工的因素的監(jiān)測(cè)，了解加工系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并為提高加工精度、深化對(duì)精密加工過(guò)程的認(rèn)識(shí)而提供分析依據(jù)。 SkXx:@  
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在精密加工中，車(chē)床的振動(dòng)，主軸的位移、刀具溫度、刀具切削力、工件溫度對(duì)工件的加工精度影響較大，故本裝置主要監(jiān)測(cè)以上5個(gè)參數(shù)。圖1是系統(tǒng)原理圖。所監(jiān)測(cè)的非電參數(shù)信息通過(guò)不同的傳感器被檢測(cè)，然后經(jīng)信號(hào)的轉(zhuǎn)換和放大后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)在線顯示。當(dāng)前對(duì)刀具的溫度檢測(cè)和旋轉(zhuǎn)工件的溫度場(chǎng)的檢測(cè)并不十分理想，本系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行一些探討。另外，該系統(tǒng)采用一種新型的刀具三向切削力檢測(cè)裝置。 GsWf$/iC:  
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1 系統(tǒng)構(gòu)成

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圖1 精密加工系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)原理圖

2 監(jiān)測(cè)參數(shù)及原理
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1) 刀具溫度 QRY7ck:N  
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對(duì)刀具溫度監(jiān)測(cè)的目的是了解刀具溫度與切削參數(shù)的關(guān)系。在切削過(guò)程中，刀尖淘度很高，較常用的刀具測(cè)溫方法是在刀具中埋入熱電偶的熱電偶法，但該方法由于熱電偶的埋入較困難，而且其精度受刀具材料、溫度和時(shí)間的影響較大。本裝置采于紅外探頭來(lái)監(jiān)測(cè)刀尖溫度，如圖2，在夾持刀具的刀架上引出一縱向支架，其上固定放置紅外探頭，使得探頭與刀具相對(duì)位置不變而同時(shí)移動(dòng)。由于紅外測(cè)溫儀測(cè)量的溫度是其視場(chǎng)的平均溫度．根據(jù)紅外探頭的光學(xué)焦距圖，選擇適當(dāng)測(cè)量的距離，可以測(cè)量其刀尖的溫度。使用該裝置能夠在線監(jiān)測(cè)切削過(guò)程中刀尖的溫度變化。

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圖2 刀具溫度測(cè)量圖

2) 旋轉(zhuǎn)工件的溫度 ^6^A/]v  
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一般來(lái)說(shuō)．固體的線性膨脹系數(shù)為10^-6～10^-8/K的數(shù)量級(jí)：因此機(jī)械加工過(guò)程中的溫度變化會(huì)帶來(lái)工件大的機(jī)械變形。旋轉(zhuǎn)工件的溫度采用紅外測(cè)溫儀測(cè)量。紅外測(cè)溫儀測(cè)量的溫度是平均溫度，如果檢測(cè)區(qū)域的比較小，可以認(rèn)為是測(cè)量點(diǎn)所在截面的溫度。 0
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