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基于开放式数控系统的铣刀磨损监测分析,61页摘要本文重点对基于开放式数控系统的铣刀磨损监测进行了研究，该研究在保证产品的质量上，为制造商和用户提供一个便捷、实用的解决方案。论文的主要工作如下:(l)在对国内外有关铣削力模型进行的研究基础上，建立了铣刀的通用几何模型;并以球头铣刀为例给出了铣削力建模的具体过程。最后对瞬时切削厚度的确定进行了研究。(2)对铣削...
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61页
摘要
本文重点对基于开放式数控系统的铣刀磨损监测进行了研究，该研究在保证产品
的质量上，为制造商和用户提供一个便捷、实用的解决方案。
论文的主要工作如下:
(l)在对国内外有关铣削力模型进行的研究基础上，建立了铣刀的通用几何模
型;并以球头铣刀为例给出了铣削力建模的具体过程。最后对瞬时切削厚度的确定进
行了研究。
(2)对铣削力仿真关键技术进行了较深入的研究，提出了一种在几何仿真过程
中能快速准确地提取切削微元的方法，并对切向铣削力仿真计算过程进行了描述。另
外，完成了对刀位文件的处理，实现了对整个加工过程中铣削力变化情况的预测。
(3)针对SKYZOOON开放式数控系统制定了铣削力间接测量的方案—基于主
轴伺服电流进行测量。然后，建立了铣削力与主轴功率之间的关系模型。最后，对基
于开放式数控系统的主轴电流监测原理及实现方法进行了研究。
(4)开发了基于开放式数控系统的铣刀磨损监测模块，并研究了功能实现的关
键技术:同步输出、数据显示以及铣刀磨损判断。
最后，通过实验对系统的各项功能进行了验证。实验结果证明了方案和功能设计
的可行性，为进一步研究和开发奠定了基础。
关键词:开放式数控系统，刀具磨损，切削力，监测
摘要....................................................................………
Abstract...........……”...........……”“...................................
目录.......................……”.”..........................................
1绪论.”….............……”.”…“..........................................
1.1课题研究的背景及意义................................................
1.2国内外研究现状............................................................
1.2.1刀具磨损监测......................................................
1.2.2间接法监测刀具磨损............................……，.......
1.2.3铣刀磨损监测技术研究现状..............................
1.2.4开放式数控系统................................·...···············
1.3论文的主要工作............................................................
2铣削力模型的研究.……““.“.............……“..···············
2.1螺旋立铣刀的通用几何模型........……，........................
2.2螺旋立铣刀铣削力仿真模型，......................................
2.3瞬时切削厚度的计算.……，...........................................
2.3.1刀具进给方向描述.，....……、.…，.…，......……、..········
2.3.2瞬时切削厚度的确定二，......................................
2.3.3刀具变形对瞬时切削厚度的影响.....................
2.4小结...............................................................................
3铣削力仿真关键技术.“.”…”...............·....·················
3.1数控加工几何仿真技术..............................................
3.1.1基于Z一aP算法的毛坯体建模........................
3.1.2毛坯体与刀具扫描体几何求交...........……，.......
3.2参与切削的切削微元提取技术..................................
3.2.1工件和刀具坐标系定义....................................
3.2.2切削微元提取过程...............……，......................
3.2.3切向铣削力计算过程........................................
3.3加工过程的铣削力预测..............................................
3.4小结..…、........................................................................
4基于主轴伺服电流的铣削力监测技术...………......
4.1铣削力间接测量方案.................................................
日录
4.2铣削力与主轴功率之间的关系模型研究..............
4.2.1三相异步交流电机功率关系分析...............
4.2.2铣削力与主轴功率之间的关系模型............
4.3开放式数控系统主轴电流监测..............................
4.3.1接口转换技术................................................
4.3.2变频器数据采集...........................................
4.3.3主轴电流监测实现.......................................
4.4小结.........................................................................
5系统开发与功能验证.”.......……”…“.............……”
5.1铣刀磨损监测分析系统开发.................................
5.1.1系统各功能模块...........................................
5.1.2交互界面设计...............................................
5.2系统实现技术.........................................................
5.2.1基于切削力的刀具磨损理论分析...............
5.2.2铣削力显示输出...……，.................................
5.3系统功能验证.........................................................
5.3.1实验环境.......................................................
5.3.2运行实例.......................................................
5.4小结.........................................................................
6结论...........……。.....................……“.............……。...
致谢.“..”二“...…““….“.““二”“二”二“二“”“……”.”
参考文献…”:.“:.”.”..””“”:.”:.“….”“”“”.”……”
摘要
本文重点对基于开放式数控系统的铣刀磨损监测进行了研究，该研究在保证产品
的质量上，为制造商和用户提供一个便捷、实用的解决方案。
论文的主要工作如下:
(l)在对国内外有关铣削力模型进行的研究基础上，建立了铣刀的通用几何模
型;并以球头铣刀为例给出了铣削力建模的具体过程。最后对瞬时切削厚度的确定进
行了研究。
(2)对铣削力仿真关键技术进行了较深入的研究，提出了一种在几何仿真过程
中能快速准确地提取切削微元的方法，并对切向铣削力仿真计算过程进行了描述。另
外，完成了对刀位文件的处理，实现了对整个加工过程中铣削力变化情况的预测。
(3)针对SKYZOOON开放式数控系统制定了铣削力间接测量的方案—基于主
轴伺服电流进行测量。然后，建立了铣削力与主轴功率之间的关系模型。最后，对基
于开放式数控系统的主轴电流监测原理及实现方法进行了研究。
(4)开发了基于开放式数控系统的铣刀磨损监测模块，并研究了功能实现的关
键技术:同步输出、数据显示以及铣刀磨损判断。
最后，通过实验对系统的各项功能进行了验证。实验结果证明了方案和功能设计
的可行性，为进一步研究和开发奠定了基础。
关键词:开放式数控系统，刀具磨损，切削力，监测
摘要....................................................................………
Abstract...........……”...........……”“...................................
目录.......................……”.”..........................................
1绪论.”….............……”.”…“..........................................
1.1课题研究的背景及意义................................................
1.2国内外研究现状............................................................
1.2.1刀具磨损监测......................................................
1.2.2间接法监测刀具磨损............................……，.......
1.2.3铣刀磨损监测技术研究现状..............................
1.2.4开放式数控系统................................·...···············
1.3论文的主要工作............................................................
2铣削力模型的研究.……““.“.............……“..···············
2.1螺旋立铣刀的通用几何模型........……，........................
2.2螺旋立铣刀铣削力仿真模型，......................................
2.3瞬时切削厚度的计算.……，...........................................
2.3.1刀具进给方向描述.，....……、.…，.…，......……、..········
2.3.2瞬时切削厚度的确定二，......................................
2.3.3刀具变形对瞬时切削厚度的影响.....................
2.4小结...............................................................................
3铣削力仿真关键技术.“.”…”...............·....·················
3.1数控加工几何仿真技术..............................................
3.1.1基于Z一aP算法的毛坯体建模........................
3.1.2毛坯体与刀具扫描体几何求交...........……，.......
3.2参与切削的切削微元提取技术..................................
3.2.1工件和刀具坐标系定义....................................
3.2.2切削微元提取过程...............……，......................
3.2.3切向铣削力计算过程........................................
3.3加工过程的铣削力预测..............................................
3.4小结..…、........................................................................
4基于主轴伺服电流的铣削力监测技术...………......
4.1铣削力间接测量方案.................................................
日录
4.2铣削力与主轴功率之间的关系模型研究..............
4.2.1三相异步交流电机功率关系分析...............
4.2.2铣削力与主轴功率之间的关系模型............
4.3开放式数控系统主轴电流监测..............................
4.3.1接口转换技术................................................
4.3.2变频器数据采集...........................................
4.3.3主轴电流监测实现.......................................
4.4小结.........................................................................
5系统开发与功能验证.”.......……”…“.............……”
5.1铣刀磨损监测分析系统开发.................................
5.1.1系统各功能模块...........................................
5.1.2交互界面设计...............................................
5.2系统实现技术.........................................................
5.2.1基于切削力的刀具磨损理论分析...............
5.2.2铣削力显示输出...……，.................................
5.3系统功能验证.........................................................
5.3.1实验环境.......................................................
5.3.2运行实例.......................................................
5.4小结.........................................................................
6结论...........……。.....................……“.............……。...
致谢.“..”二“...…““….“.““二”“二”二“二“”“……”.”
参考文献…”:.“:.”.”..””“”:.”:.“….”“”“”.”……”
