三維力傳感器如何測量金屬切削力

       1.什么是切削力

 

　　切削力是描述切削進程的重要參數，對切削熱的產生、切屑形成、刀具表面磨損、加工表面質量等方面有密切關系。把握切削力的變化規律，實時監測切削力數值與頻率特性是計算切削功率，制定切削用量和工藝裝備的主要根據，對優化切削參數、提高生產率、抑制震顫、處理切削加工中問題等具有重大意義，因而對切削力變化規律的探討有助于分析切削過程，對生產實際有重要指導作用。測力儀直接試驗測量是反映加工中切削力動態變化的方便并且使用可靠的方法。

 

　　2.如何測量切削力

 

　　三向切削力的檢測原理，是使用三向車削測力傳感器檢測三向應變，三向應變作為模擬信號，輸出到切削力試驗儀器內進行高倍率放大，再經A/D板又一次放大之后，轉換為數字量送入計算機的。

 

　　測力系統首先應該通過三向電標定，以確定各通道的增益倍數。然后，再通過機械標定，確定測力傳感器某一方向加載力值與三個測力方向響應的線性關系。

 

　　經過這兩次標定，形成一個穩定的檢測系統之后，才能進行切削力試驗。

 

　　3.測量切削力為什么要使用三維力傳感器

 

　　三維力傳感器可以同時測量X,Y,Z三個方向的力，這恰恰反應了在金屬切削過程中，工件的運動受力情況。測力儀的測量原理是利用切削力作用在測力儀的彈性元件上所產生的變形，或作用在壓電晶體上產生的電荷經過轉換處理后，讀出Fc、Ff和Fp的值。近代先進的測力儀常與微機配套使用，直接進行數據處理，自動顯示被測力值和建立切削力的經驗公式。在自動化生產中，還可利用測力傳感裝置產生的信號優化和監控切削過程。

 

　　按測力儀的工作原理可以分為機械、液壓和電氣測力儀。目前常用的是電阻應變片式測力儀和壓電測力儀。

 

       切削三維力傳感器的安裝可以參考下圖。