Diagnosing Cutting Tool Conditions in Milling Using Wavelet Transform

Kasashima, Nagayoshi; Mori, Kazuo; Ruíz, Gilberto Herrera

doi:10.1016/b978-0-444-81901-7.50070-0

Cited by 10 publications

(7 citation statements)

References 5 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Możliwość analizy sygnałów posiadających nieokresowe nieregularności oraz zdolność określania miejsca ich występowania sprawiają, iż jest ona coraz szerzej stosowana w wielu dziedzinach nauki. Wielu badaczy wykorzystuje transformatę falkową do badania diagnostycznego procesów, maszyn i urządzeń, w tym procesu frezowania [4][5][6]. Rzeczywiste zjawiska powstałe w procesie obróbki m.in.…”

Section: Transformata Falkowaunclassified

The determination of a minimum thickness value of the machined layer using two-dimensional wavelet transform

2016

View full text Add to dashboard Cite

W pracy podjęto próbę adaptacji dwuwymiarowej transformaty falkowej do identyfikacji występowania strefy inicjowania procesu skrawania oraz wyznaczenia wartości minimalnej grubości warstwy skrawanej dla procesu frezowania czołowego stali C45. Otrzymane wyniki wskazują na zdolność transformaty falkowej do analizy sygnałów niestacjonarnych oraz wykrywania w nich obszarów charakterystycznych. SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie czołowe, analiza falkowa, chropowatość powierzchni, minimalna grubość warstwy skrawanej In this paper, authors take attempt to adapt the two-dimensional wavelet transform to identify the cutting zones and the determination of a minimum thickness value of the machined layer in the process of face milling of steel C45. The research results show the ability of the wavelet transform for the analysis of non-stationary signals and detecting characteristics zones in surface. KEYWORDS: face milling, wavelet analysis, surface roughness, the minimum thickness of value of the machined layer Obróbka wykończeniowa jest końcowym etapem procesu produkcyjnego. Ma ona istotny wpływ na kształtowanie warstwy wierzchniej wytwarzanych elementów oraz ich późniejsze właściwości. Konieczne jest zatem określenie parametrów procesu, które pozwolą na wykonanie powierzchni, eliminując niepożądane zjawiska, które mogą powstać w takcie obróbki, uwzględniając również liczne błędy obróbkowe spowodowane m.in. posadowieniem płytek skrawających w gniazdach korpusu narzędzia czy nierównościami ostrza skrawającego. Wszystkie one wpły-wają na stan struktury geometrycznej powierzchni [1].Jednym ze szczególnie istotnych parametrów procesu frezowania podczas obróbki z małymi głębokościami skrawania jest określenie minimalnej grubości warstwy skrawnej, która jest graniczną wartością definiującą począ-tek obróbki skrawaniem i oddzielania materiału w postaci wióra. W zależności od głębokości skrawania można wyróżnić trzy strefy oddziaływania narzędzia skrawającego na obrabiany materiał. Pierwszą z nich jest strefa, w której występują jedynie odkształcenia sprężyste oraz plastyczne poprzez ugniatanie materiału obrabianego przez ostrze skrawające. W tym przypadku głębokość skrawania jest mniejsza niż najmniejsza wartość materiału, jaka może zostać usunięta w procesie (ap < hmin). Kolejnym obszarem jest strefa odkształceń sprężysto-plastycznych z częścio-wym usuwaniem materiału (ap ≈ hmin). Natomiast ostatnia to strefa, w której następuje usuwanie materiału w postaci wióra (ap > hmin) [2].Analizując stan literatury, można znaleźć wiele opracowań analitycznych, z wykorzystaniem których można oszacować wartość hmin. Zakładają one jednak pewne uproszczenia oraz wyidealizowanie modelu, który w rzeczywistych warunkach nie jest możliwy do zastosowania. Praktyczne rozwiązania opisane w pracach [2, 3] pozwalają na eksperymentalne wyznaczenie wartości hmin poprzez m.in. stykowy bezpośredni pomiar parametru, analizę mikrotwardości, analizę stref kontaktu narzędzia i powierzchni obrabianej z użyciem optycznych przyrządów pomiarowych.W pracy podjęto próbę ad...

show abstract

Section: Transformata Falkowaunclassified

The determination of a minimum thickness value of the machined layer using two-dimensional wavelet transform

2016

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…W opracowaniach odnoszących się do tej tematyki [8,16,17] brak jest dokładnej analizy chropowatości powierzchni powstałej po procesie frezowania.…”

unclassified

The adaptation two-dimensional wavelet transform to assessment the surface roughness produced by face milling

Makiela

Gogolewski

2016

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

Przedstawiono wyniki analizy chropowatości powierzchni z wykorzystaniem dwuwymiarowej transformaty falkowej. Badaniom poddano powierzchnie powstałe w procesie frezowania czołowego elementów ze stali 40HM. Wykazano, że poszczególne postaci falki bazowej mają zdolność do wykrywania charakterystycznych obszarów w sygnałach niestacjonarnych, jednak uwidaczniają powstałe wady powierzchni z różną intensywnością. SŁOWA KLUCZOWE: frezowanie czołowe, dwuwymiarowa analiza falkowa, chropowatość powierzchniIn this paper, authors present the research results of surface roughness analysis using the two-dimensional wavelet transform. The tests have been carried out on surface of 40HM steel produced in face milling process. The research results show the particular mother wavelet has ability to detect specific areas in non-stationary signals, however, they highlight the surface defects with different intensity. KEYWORDS: face milling, two-dimensional wavelet analysis, surface roughness Dynamiczny rozwój nauki i techniki implikuje miniaturyzację wytwarzanych elementów. To oznacza konieczność znacznie dokładniejszej obróbki oraz ciągłego monitorowania zmian wymiarowo-kształtowych elementów i ich warstwy wierzchniej. Klasyczna metoda analizy SGP z wykorzystaniem transformaty Fouriera jest coraz czę-ściej zastępowana przez rozwiniętą w XX w. transformatę falkową [1,2]. W 1910 r. węgierski naukowiec Alfred Haar po raz pierwszy użył pojęcia falka [3], jednak dopiero lata osiemdziesiąte XX w. przyniosły rozwój tego sposobu analizy danych. Wiązało się to m.in. z wynalezieniem przez Mallata piramidy dekompozycji [4] czy stworzeniem przez Daubechies pierwszych ortogonalnych falek niesymetrycznych [5]. Niewątpliwą zaletą funkcji falkowych jest możli-wość analizy sygnałów zawierających niestacjonarności, czyli m.in. gwałtowne zmiany wysokości nierówności powierzchni (np. sygnał chropowatości powierzchni) [6].Analiza falkowa jest szeroko stosowana do diagnozowania pracy urządzeń. Możliwość wykrywania w sygnale zaburzeń oraz wskazania miejsca ich powstania daje jej przewagę nad klasycznymi metodami w kontekście analizy diagnostycznej. W literaturze można znaleźć wiele przykładów jej zastosowania do analizy sygnałów jednowymiarowych, m.in. wibroakustycznych na potrzeby diagnozowania łożysk tocznych [7], analizy sił skrawania procesu frezowania [8] czy analizy sygnałów emisji akustycznej w kontekście diagnostyki procesu skrawania [9].

show abstract

“…Za pomocą tej nowoczesnej metody można wykryć anomalia procesu, na które mogą mieć wpływ m.in. drgania samowzbudne narzędzia [6], pęknięcia czy złamania frezu [7], wykruszenia ostrzy skrawających czy ich niecentryczności [8].Brak jest natomiast opracowań na temat dwuwymiarowej analizy stereometrii powierzchni z użyciem analizy falkowej w kontekście diagnozowania przestrzennego stanu warstwy wierzchniej. W pracy podjęto próbę wykorzystania dwuwymiarowej transformaty falkowej do analizy parametrów procesu frezowania czołowego w odniesieniu do powstałej po obróbce chropowatości powierzchni…”

unclassified

The method of assessing the impact of feed for face milling process using a two-dimensional wavelet transform

Makiela

Gogolewski

2016

Mechanik

View full text Add to dashboard Cite

Przedstawiono wyniki analizy struktury geometrycznej powierzchni. Zbadano możliwość adaptacji transformaty falkowej do wyznaczenia wartości parametru posuwu na obrót podczas procesu frezowania czołowego dla sześciu rodzajów materiału. Do badań użyto falki Morlet oraz Mexican hat. Stwierdzono, że ciągła transformata falkowa może być stosowana do analizy sygnałów chropowatości powierzchni. SŁOWA KLUCZOWE: diagnostyka, frezowanie czołowe, analiza falkowa, chropowatość powierzchniIn this paper, authors show the research results of analysis of the geometric structure of surface The authors test the possibility of adaptation of wavelet transform to determine the feed per revolution parameter value during face milling process for six kinds of material. Two mother wavelets (Morlet and Mexican hat) had been used to carry out the study. After analyzing the research results authors concluded that continuous wavelet transform may be used to analysis of surface roughness. KEYWORDS: diagnostic, face milling, wavelet analysis, surface roughnessWiele jest metod kształtowania elementów części maszyn. Podczas procesu produkcyjnego najczęściej wykorzystuje się obróbkę skrawaniem. Około 70% wszystkich elementów wytwarzanych jest za pomocą tej techniki [1]. Jednym z dominujących sposobów wykonywania elementów części maszyn z wykorzystaniem obróbki ubytkowej jest frezowanie. Rozwój nauki i techniki spowodował, że w procesie technologicznym stawiane są coraz większe wymagania wobec wykonywanych elementów, dotyczące m.in. ich dokładności wymiarowo-kształtowej czy struktury geometrycznej powierzchni. Miniaturyzacja oraz dążenie do podnoszenia sprawności maszyn i urządzeń sprawiają, że diagnostyka procesu obróbkowego jest nieodłącznym etapem procesu produkcyjnego. Pozwala ona na wykrycie niepożądanych zjawisk, które mogą prowadzić do uszkodzenia narzędzia, zmian jakości warstwy wierzchniej wytwarzanych elementów czy ich dokładności wymiarowo-kształtowej. W literaturze na temat diagnozowania procesu frezowania można znaleźć wiele opracowań odnoszących się do analizy sygnałów z wykorzystaniem transformaty falkowej. Badania te dotyczą analizy sygnałów jednowymiarowych powstałych na skutek pomiarów siły skrawania [2], emisji akustycznej [3], sygnałów prądowych silników posuwu [4] czy mechanicznych drgań narzędzia [5]. Za pomocą tej nowoczesnej metody można wykryć anomalia procesu, na które mogą mieć wpływ m.in. drgania samowzbudne narzędzia [6], pęknięcia czy złamania frezu [7], wykruszenia ostrzy skrawających czy ich niecentryczności [8].Brak jest natomiast opracowań na temat dwuwymiarowej analizy stereometrii powierzchni z użyciem analizy falkowej w kontekście diagnozowania przestrzennego stanu warstwy wierzchniej. W pracy podjęto próbę wykorzystania dwuwymiarowej transformaty falkowej do analizy parametrów procesu frezowania czołowego w odniesieniu do powstałej po obróbce chropowatości powierzchni Dwuwymiarowa transformata falkowaRozwinięta na początku XX w. transformata falkowa jest obecnie wykorzystywana w wielu dziedzinach nauki, m.in....

show abstract

Diagnosing Cutting Tool Conditions in Milling Using Wavelet Transform

Cited by 10 publications

References 5 publications

The determination of a minimum thickness value of the machined layer using two-dimensional wavelet transform

The determination of a minimum thickness value of the machined layer using two-dimensional wavelet transform

The adaptation two-dimensional wavelet transform to assessment the surface roughness produced by face milling

The method of assessing the impact of feed for face milling process using a two-dimensional wavelet transform

Contact Info

Product

Resources

About