毕业设计(论文)外文资料翻译学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：郭殿旺学号：1015070312外文出处：Proceedingsofthe2011InternationalConferenceonFluidPowerandMechatronics附件：1.外文资料翻译译文；2.外文原文。指导教师评语：签名：2013年3月31日附件1：外文资料翻译译文机床振动的实时监测与补偿Dong-HoonKim,Jun-YeobSong超精密系统部门韩国机械与材料研究院大田市，韩国Kdh680@kimm.re.kr,sjy658@kimm.re.krHung-SunSon机械和航空航天工程学院南洋理工大学新加坡HSSon@ntu.edu.sg摘要—振动是机床在加工工具和材料之间的相对摩擦力。振动影响加工质量，加工材料，工具，机器。本文中，我们试图实时检测机床在精密制造加工过程中的振动和补偿。研制的振动补偿系统具有独特的概念，根据检测值控制，和嵌入式设备之间的接口部分和CNC（电脑数值控制器），包括检测振动的传感器部分，控制加工条件的补偿部分。本文也将讨论机床在检测和补偿中性能测试的应用和评估。关键词—振动实时监测补偿机床1介绍振动是影响加工精度的最重要因素，其次是热变形。振动是机床工作时在加工材料和刀具之间突发性的相对振动，这不仅可能对材料的加工造成严重的影响，同时也会损坏刀具和机器[1-2]。因此，为了确保可机加工性和稳定性，有必要消除振动。振动振动是在特定的条件下进行。在这种情况下，振动可以通过降低主轴速度，进给速度和切削深度对其加以控制[3-4]。根据以往的研究，可以通过两种方法在很大程度上减少振动。一是宏观检查刀具在工作时振动的数值,并建立一个数据库,以便振动不会再次发生。另一种是通过加速度传感器收集数据,而不是宏观的方法,分析哪些条件产生振动。然而,这种方法并不适合实时补偿振动,因此机加工之前收集的实验数据不足以补偿振动。因此，我们应该在振动的补偿上投入更多的时间和精力[5]。如果对振动进行不适当的实时控制,机床可能出现故障或降低加工材料的表面粗糙度。在这项研究中,设备嵌入在机床上，可以感知和预测振动,旨在确认是否能补偿振动,控制进给速率和主轴速度的功能,依靠CNC(计算数值控制器)加以实现。2振动信号的分析和数字滤波器的设计2.1加工信号分析振动是影响加工精度的最重要因素，其次是热变形。为了确保可机加工性和稳定性，有必要消除振动。振动振动是在特定的条件下进行。为了说明振动的条件，用分别附加了X，Y和Z轴加速度传感器测量加速度信号，如图1所示。机床在不同的加工深度和主轴转速情况下进行加工，振动信号是通过磁性附着在机床相对轴的加速度传感器进行测量。采样频率是20kHZ。图1显示了提取出来的原始信号和频率分析。但只分析了当主轴转速与加工深度固定，进给速度可调时刀具由于过度振动而被损坏的情况下的信号。信号经过傅里叶变化分析了进给速度分别为500，1500，2500mm/min的情况。结果表明进给速度越大，振幅也就越大，分别介于0-500,430-460,6000-7000。同时发现刀具在进给速度为3000mm/min时会被损坏。为了研究进给速度和振幅的关系,加工表面由激光传感器检测，结果如下。图1加工信号和傅里叶变换（加工深度:0.8mm/主轴速:500rpm）从这个试验中，我们可以发现加工深度也大，就会使得表面越粗糙。此外，在相同的加工条件下转速越快，振动相应地增加的越多。在第三频段内，即6000-7000Hz之间能够很好地辨别出振动。这样的结果意味着带通滤波器比DSP(数字信号处理器)能更好地获取实时数据。2.2数字滤波器振动频带应该被检测以达到判别出从加速度传感器输入的信号所引起的实时振动的目的。在这项研究中,切比雪夫式数字带通滤波器被用于提取与原始信号相对应的振动信号。以下是滤波器的规格：1)频率(截止频率):6-7K2)类型切比雪夫3)阻尼比：10dB(5500Hz；7500Hz)4)模式：数字5)波形：0.1dB图2不同进给速度情况下的频率分析下面是按照上述规范设计的连续系统传递函数。上面的过滤器使用MATLAB进行了测试。连续系统的带通滤波器在截止频率为7000赫兹时略有不同,但总的来说其频带符合规格。因此,连续型滤波器应该变成离散型滤波器以将滤波器应用到DSP中。上面的差分方程应用于实际数据中以测试过滤器。目标信号主轴转速为1000转/分钟、加工深度为0.8毫米、进给速率为500毫米/分钟的原始信号。图3傅里叶变换的频率图3（a）所示为原始信号的傅里叶变换，（b