Choosing locations of sensors for chatter vibration monitoring.

• Autorzy: Bodnar A.

Warianty tytułu

PL

Wybór położeń czujników podczas monitorowania drgań.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The method of choosing the best place for mounting acceleration pick-ups for monitoring self-excited vibration, which often develops in the machine tool - cutting process system, is presented. The criteria for the choice of a single sensor placement and its orientation are the following: the larger possible value of measured signals at each chatter frequency and similarity of magnitudes of these signals. Three criteria differentiating the "quality" of single sensor fastening points are proposed. The method for choosing the best location for a two-axial sensor is also presented. The proposed criteria incorporate a weighting coefficient, which enables the designer to change his preferences, if need be. An example of such calculations as well as the results of the application of the method to the placement of sensors on the milling machine head are included.

PL

W pracy przedstawiono metodę pozwalającą na wybór najlepszych miejsc mocowania czujników przyspieszeń. Umożliwia monitorowanie drgań samowzbudnych, często rozwijających się w systemie obrabiarka - proces skrawania. Stosowano następujące kryteria wyboru miejsca mocowania pojedynczego czujnika: możliwie duża amplituda drgań mierzonych przy każdej z częstotliwości pojawiających się drgań samowzbudnych, podobne amplitudy sygnałów mierzonych przez czujnik przy tych częstotliwościach. Zaproponowano trzy kryteria "jakości" ustawienia pojedynczego czujnika. Przedstawiono również sposób wyboru najlepszego usytuowania czujnika dwuosiowego. Zaproponowane kryteria zawierają współczynnik wagi, pozwalający badaczowi na zmianę preferencji. Omówiono przykładowe wyniki obliczeń przy poszukiwaniu miejsc mocowania czujników na frontowej ścianie głowicy frezarki.

Słowa kluczowe

EN

monitoring; self-excited vibration; machine tool; vibration; sensor

PL

monitorowanie; drgania samowzbudne; obrabiarka; drgania; czujnik

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN ; De Gruyter
• Czasopismo: Advances in Manufacturing Science and Technology
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 30, nr 3
• Strony: 65--77
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Bodnar A.

• Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Al. Piastów 19, 70-310 Szczecin, Poland,

Bibliografia

• [1] S. Y. LIANG, R.L. HECKER, R.G. LANDERS: Machining process monitoring and control: The state of the art. Proc. IMECE, New Orleans 2002.
• [2] E. SOLIMAN, F. ISMAIL: A control system for chatter avoidance by ramping the spindle speed. Trans. ASME, J. Manuf. Sei. Eng., 120(1998), 674-683.
• [3] A. BODNAR.: Diagnostyka drgań samowzbudnych w systemie obrabiarka - proces skrawania. Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Szczecińskiej, Szczecin 2006.
• [4] A. BODNAR: Displacement as a measure of cutting force. Choosing a place for mounting monitoring system pick-ups. Prace Naukowe Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji Politechniki Wrocławskiej, 51(1992), 39-46.
• [5] K. JEMIELNIAK: Commercial tool condition monitoring systems. Int. J. Adv. Manuf. Technol., 15(1999), 711-721.
• [6] G. SZWENGIER, J. SKRODZEWICZ, T. WOŹNY: Optymalne planowani geometrii stanowiska pomiarowego do badań właściwości statycznych układów nośnych obrabiarek. Mat. VIII Konf. Nauk.-Techn. Metrologia w technikach wytwarzania, Szczecin 1999, 493-500.
• [7] D. C. KAMMER, M. L. TINKER: Optimal placement of triaxial sensors accelerometers for modal vibration tests. Mechanical Systems and Signal Processing, 18(2004), 29-41.
• [8] J. T. ROTH, S. M. PANDIT: Development of a cutting direction and sensor orientation independent monitoring for end-milling. Trans. ASME, J. Manuf. Sei. Eng., 122(2000), 671-677.
• [9] K. MARCHELEK, B. POWAŁKA: Determination of the global sensitivity of the vibrostability limit for improving machine tools dynamics. J. Vibr. Contr., (2002), 493-502
• [10] Monitorowanie ostrza skrawającego. Metody konwencjonalne i sieci neuronowe Ed. Jan Kosmol. WNT, Warszawa 1996.
• [11] A. SOKOŁOWSKI: Wybrane zagadnienia projektowania układów diagnostycznych obrabiarki i procesu skrawania. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2003.
• [12] P. LEŻAŃSK1, J. RAFAŁOW1CZ: A diagnostic and supervisory system for cylindrical grinding. Proc. III Int. Conf. on Automatic Supervision, Monitoring and Adaptive Control in Manufacturing - AC'90. Rydzyna 1990, 82-92.
• [13] I. INASAKI: Sensor fusion for monitoring and controlling grinding processes. Int. J. Manuf. Technology, 15(1999), 730-736.
• [14] J. COLGAN, H. CHIN, K. DAN AI, S.R. HAYASHI: On-line tool breakage detection in turning: A multi-sensor method. Trans. ASME, J. Eng. Ind., 116(1994), 117-123.
• [15] S. BERCZYNSKI, A. BODNAR: Metodyka obliczeń przy poszukiwaniu optymalnego urządzenia tłumiącego dla napędu głównego obrabiarki. Prace Instytutu Budowy Maszyn Politechniki Szczecińskiej, 18(1976) 13-22.
• [16] A. BODNAR: Vibration monitoring on a milling machine using the analysis of stochastic features of generated noise. Proc. Ninth World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms, Milano 1995, 2910-2914.
• [17] Cz. CEMPEL: Podstawy wibroakustycznej diagnostyki maszyn. WNT, Warszawa 1982.
• [18] J. TOMKÓW: Wibrostabilność obrabiarek - komputerowe wspomaganie obliczeń i badań doświadczalnych. WNT, Warszawa 1997.