查尔姆斯理工大学使用奇石乐的压电工具系统改进切削工具的研发

奇石乐推出新型压电工具系统（PTS）应用程序，以帮助开发人员优化加工工艺和切削工具。这一新的软件平台在很大程度上实现了研发测试过程的自动化，将研究人员从重复性工作中解放出来。新平台的功能包括集成的预处理、计算、分析和报告，并可通过与机床实时通讯进一步实现自动化。

 ▲压电工具系统应用程序有助于金属切削和加工应用领域的研究，奇石乐的这一全新解决方案已在查尔姆斯理工大学进行了成功测试。

加工工艺、切削工具和工艺的成功发展取决于两个因素：一是最先进的仪器和技术，二是训练有素的研究人员。位于哥德堡的查尔姆斯理工大学是瑞典领先的研究中心之一，恰好能够很好地满足这两项要求。

该研究中心起源于1829年。当时瑞典商人William Chalmers留下遗产建立了一所“技术学校”，后来成为欧洲最受尊敬的技术大学之一。在哥德堡的两个校区，这所学校拥有超过11,000名学生和近3,000名教学及研究人员。查尔姆斯拥有许多研发机构，包括国际磨削中心（IGC）。在这里，研发机构进行学术研究与行业合作共同开发新技术和技能，以优化磨削应用。

 ▲切削工具研究:高端的测量技术离不开一流的硬件和先进的软件工具，例如奇石乐公司的压电工具系统应用程序。

Peter Krajnik是IGC的创始人、查尔姆斯理工大学制造技术系的教授、国际生产工程学院（CIRP）成员。Krajnik和他的团队通过开发和优化研发工具和流程的自动化，在IGC的工作中发挥了关键作用。他说：“没有高水平的技能和高水准的研究工具，高质量的研究是不可想象的。对金属切削工具的研究尤其需要大量的测试、分析和报告。大量的测试周期对于实现高度一致性的测试和获取高质量的测试数据至关重要。”

▲奇石乐提供给查尔姆斯理工大学的测量链包括9139AA Mini Dyn多分量测力仪、LabAmp 5167A实验室电荷放大器和PTS软件。

新软件实现研发流程自动化

作为国际磨削中心的成员，奇石乐集团创新的测量技术为IGC提供了高性能和高效率的解决方案。世界上第一台也是迄今为止唯一一台压电式无线旋转切削测力仪（WL-RCD）就是其中的一个例子。IGC最近正在测试奇石乐另一项创新型的压电工具系统（PTS）应用程序。该应用程序可以与奇石乐LabAmp系列高端数据采集（DAQ）方案连接的所有传感器系统一起使用。新应用程序的主要功能包括：

•自动信号预处理（滤波器，漂移补偿，特征检测，信号截止等）

•基于时域和频率的自动分析（例如FFT和功率谱）

•基于幅值和特征的自动分析和趋势生成

•灵活获取不同阶段的原始和分析数据

•通过压电工具系统的信调仪进行机床通讯

•未来用于工业验证和智能制造的监控功能

IGC在最近的一个砂轮磨损测试中试用了这款新的PTS应用程序。Krajnik再次表示：“除了数据采集（DAQ）过程的自动化，奇石乐新的PTS软件平台还实现了分析和报告的自动化，甚至是实时的分析和报告，这在我们的金属切削测试中得到了验证。因此，它确实有助于我们提高机械加工研究的效率！”

 ▲研发流程自动化:奇石乐公司的压电工具系统应用程序提供各种预处理工具和评估选项、不同方式的数据采集和分析，以及附加计算和滤波功能。

切削工具：只需轻点几下即可完成力和频率分析

砂轮的磨损测试需要对所涉及的力有深入的了解。关键参数包括力的大小、静态和动态分量以及不同力之间的比率。

IGC项目负责人Philipp Hoier博士解释说：“在磨削应用中，重要的是不仅要测量和分析最大值和平均值等静态值，还要测量和分析力之间的比率、力的动态分量和特定频率。得益于奇石乐新的PTS软件，我们只需轻点几下就可以进行各种分析工作。”

 ▲压电刀具系统应用程序的用户可以在加工测试过程中定义趋势可视化的评估标准，例如随砂轮磨损而增加的特定方向上的最大力。

奇石乐的完整测量链为IGC的测试提供了技术支持，包括固定式测力仪、LabAmp 5167A（集成数据采集和以太网连接的实验室电荷放大器）、自动启动和停止测量的感应开关，以及新的PTS软件。这种最先进的设置使得砂轮生命周期的高效测试变得简单，而且，考虑到需要重复测试的次数，这为研究人员节省了数小时甚至数天的时间。

PTS软件带有各种类型的预处理工具，研究人员可以在数据采集和分析过程中的不同级别进行使用。一旦设置完成，程序将自动获取原始数据，并按照所需的顺序使用所选工具执行所有测试的分析。PTS应用程序可以选择在不同的时间间隔切断信号，执行高级计算（如FFT和功率谱），并应用不同的滤波器。研究人员还可以选择一个评估标准，比如在一个特定方向上的最大力值，来生成可视化的趋势图，然后自动进行评估。

实时计算和自动报告

当切削工具（如砂轮）磨损时，某些频率的幅值会增加，而PTS软件可以自动捕获这些变化。由于测试的频率集中在340Hz，因此对该频率进行了连续监测。测试过程中可以直接生成该频率的趋势分析，PTS软件甚至可以计算和可视化每个切削的FFT和功率谱区域。

所有结果，包括原始数据和分析数据，都可以通过不同的文件格式导出。报告和进一步的分析可以很容易地生成。对所有测试的法向力Fn和进给力Ff之间的比率进行后续评估只是其中一个例子。奇石乐还提供了一个可选的硬件组件-压电工具系统信调仪，用于在发生特定事件或警报时触发机床动作，以便立即停止加工流程。

Hoier总结道：“多亏了奇石乐PTS应用程序，我们能够实现数据采集以及分析和报告过程的自动化。当我们忙于操作机床和测量设备时，这为我们研究人员节省了大量的时间，我们可以将这些时间用于其它重要的任务。因此，我们期待着不仅将这款新软件用于磨削切削工具，还可用于查尔姆斯理工大学的其他加工应用，如车削、钻孔或铣削。”