تعيين سطح ارتعاشات ابزار با استفاده از تبديل موجك و مشخصه هاي هاراليك در تصوير سطح قطعه كار

Determination of cutting tool vibration through wavelet transform and haralic features in surface image of workpiece

يكي از مشكلات اصلي در بهره وري فرآيندهاي براده برداري، ارتعاشات ابزار براده برداري مي باشد. بي نظمي ناشي از اين ارتعاشات در حين فرآيند براده برداري موجب به وجود آمدن سطحي با كيفيت پايين، كاهش دقت ابعادي قطعه كار، كاهش عمر ابزار و آسيب ديدگي اجزا ماشين افزار مانند ياتاقان ها، اسپيندل، موتور سروو و ساير اجزا آن مي شود. در اين تحقيق با استفاده از اعمال تبديل موجك بر روي تصوير سطح قطعه كار، تاثير ارتعاشات ابزار بر روي سطح قطعه كار، از ساير عوامل تاثير گذار بر بافت سطح قطعه (علايم پيشروي ابزار، سايش ابزار، عيوب سطح و غيره) فيلتر شده و با استفاده از بررسي مشخصه هاي هاراليك بر روي تصوير فيلتر شده اي كه نشان دهنده تاثير ارتعاشات ابزار مي باشد، روشي مبتني بر پردازش تصوير، جهت تعيين سطح ارتعاشات ابزار براده برداري ارايه شده است. سطح ارتعاشات ابزار، با استفاده از افزايش طول تعليق ابزار كنترل شده و مقدار بي نظمي ايجاد شده در سطح قطعه كار به عنوان معيار تعيين سطح ارتعاشات ابزار معرفي شده است. به منظور اعتبار سنجي نتايج، ارتعاشات ابزار در راستاي مماسي با استفاده از شتاب سنج نصب شده بر روي بدنه ابزار اندازه گيري شده است.

One of the main obstacles of productivity in metal cutting processes is cutting tool vibration. The vibration in metal cutting leads to unsatisfactory surface finishes and poor dimensionalquality.The cutting tool vibration also diminishes the useful life of the cutting tool and machine tool’s bearings, spindle, motors, servos and the related components. This paper proposes a method based on wavelet transform and haralic texture features to determine the vibration level in metal cutting. Wavelet Transform is used to filter the effect of cutting tool vibration from other sources (e.g. feed marks, tool wear and surface defects) affecting the workpiece surface. The texture of filtered image in turn is analyzed using haralic features. The vibration level of the cutting tool is controlled by increasing the overhang of the tool and the subsequent irregularity of surface texture is introduced as a criterion to determine the cutting tool vibration. In order to validate the proposed vision based method, an accelerometer was attached to the shank of the cutting tool to measure the vibration in tangential direction.