Tool wear diagnosis in 5-axis CNC milling: time-domain vibration signal feature extraction method with wireless vibration monitoring device
Abstract
The study proposes a method for diagnosing the condition of solid end mills in real time during machining on a 5-axis CNC milling machine. The diagnostic model includes: A wireless-integrated milling cutter vibration monitoring device using a 3-axis acceleration sensor H3LIS331DL; A vibration signal acquisition, storage and analysis system using 10 characteristic parameters in the time domain to evaluate the condition of the cutting tool. The results show that the characteristic parameters: kurtosis function and root mean square, reflect the starting and ending points of the cutting process. The crest factor is suitable for detecting chipped or locally worn tools. The proposed method will supplement the construction of a measurement standard of a vibration passport for a 5-axis CNC milling machine, thereby supporting the prediction of milling cutter life and improving machining efficiency.
Tóm tắt
Nghiên cứu đề xuất một phương pháp chẩn đoán tình trạng dao phay ngón hợp kim liền khối theo thời gian thực trong quá trình gia công trên máy phay CNC 5 trục. Mô hình chẩn đoán bao gồm: Một thiết bị giám sát rung động dao phay tích hợp công nghệ không dây sử dụng cảm biến gia tốc 3 trục H3LIS331DL; Một hệ thống thu nhận, lưu trữ và phân tích tín hiệu rung động sử dụng 10 tham số đặc trưng trên miền thời gian để đánh giá tình trạng dụng cụ cắt. Kết quả cho thấy các tham số đặc trưng tiềm năng: hàm độ nhọn và giá trị hiệu dụng trung bình phản ánh rõ rệt điểm bắt đầu và kết thúc của quá trình cắt, hệ số đỉnh phù hợp để phát hiện dao bị mẻ hoặc mòn cục bộ. Phương pháp đề xuất sẽ bổ sung cho việc xây dựng chuẩn đo lường của hộ chiếu rung động (vibropassport) đối với máy phay CNC 5 trục, từ đó hỗ trợ dự báo tuổi thọ dao phay và nâng cao hiệu quả gia công.
References
