查尔姆斯理工大学使用奇石乐的压电工具系统推进切削工具的研发

加工策略、切削工具和工艺的成功发展取决于两个因素：一方面是最先进的仪器和技术，另一方面是训练有素的研究人员。位于哥德堡的查尔姆斯理工大学（Chalmers University of Technology）是瑞典领先的研究中心之一，可以很好地满足这两项要求。该机构的起源可以追溯到1829年，当时瑞典商人威廉·查尔默斯留下了一笔遗产，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拥有超过11,000名学生和近3,000名教学和研究人员。查尔默斯是许多研发机构的所在地，包括国际磨削中心（IGC），在这里，学术研究和行业合作开发新技术和技能，以优化磨削应用。

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性能的研究工具，高质量的研究是不可想象的。对金属切削工具的研究需要特别广泛的测试、分析和报告。大量的测试数据对于实现高度的一致性和高质量的出版物至关重要。”

作为IGC的成员，奇石乐集团通过提供创新的测量技术来提供高水平的性能和效率。其中一个例子是世界上第一个——也是迄今为止唯一一个——WL-RCD（压电式无线旋转切削测力仪）。IGC最近测试的另一项奇石乐创新型的PTS（压电工具系统）应用程序。该软件可以连接到奇石乐LabAmp系列高端数据采集器（DAQ）方案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
• 来用于工业验证和智能制造的监控功能

IGC最近在查尔姆斯理工大学的一个砂轮磨损测试中试用了新的PTS应用程序。Krajnik再次表示：“除了自动化数据采集（DAQ）过程外，奇石乐的新PTS软件平台还可以自动化分析和报告-甚至是实时的，正如我们在金属切削测试中所证明的那样。因此，它确实有助于我们提高机械加工研究的效率！”

切削工具：力和频率分析——只需点击几下

砂轮的磨损测试需要对所涉及的力有深入的了解。关键参数包括力大小、静态和动态分量以及不同力之间的比率。IGC该项目的项目负责人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，力的动态分量和某些频率。得益于新的压电工具系统软件，我们只需点击几下就可以执行各种分析。”

在IGC测试期间使用的测量技术设置由奇石乐的完整测量链组成：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进行砂轮生命周期测试变得非常容易，而且，考虑到需要重复的次数，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使用不同级别的工具。一旦设置完成，程序将自动获取原始数据，并使用所选工具按照所需的顺序执行所有测试的分析。PTS应用程序可以根据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，然后自动评估。 

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，都可以以不同的文件格式导出。可以非常容易地生成报告以及进一步的分析：随后对所有测试的法向力Fn和进给力Ff之间的比率进行评估只是一个例子。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-当定义的事件或警报发生时触发机床动作，因此在这种情况下，加工过程立即停止。

Hoier总结道：“多亏了PTS应用程序，我们能够自动化数据采集以及分析和报告过程。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他重要的任务。因此，我们期待着将这款新软件不仅用于磨削切削工具，还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。”