一種用于金屬切削的數(shù)控加工中心的主動式降噪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬切削加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于金屬切削的數(shù)控加工中心的主動式降噪方法。
【背景技術(shù)】
[0002]清潔制造是一種將生產(chǎn)環(huán)境、資源利用率和低碳化等因素綜合考慮的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)模式，即:實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在其整個(gè)生產(chǎn)過程中，對環(huán)境副作用的最小化。而制造過程中的噪聲問題是一直以來困擾加工環(huán)境化效果的關(guān)鍵性問題，也是清潔制造中最普遍存在和亟待解決的技術(shù)難題。
[0003]金屬切削是機(jī)械行業(yè)制造過程中最基本單元，也是清潔制造中關(guān)鍵性的一環(huán)，其噪聲種類及頻率多種多樣，對生產(chǎn)環(huán)境的影響較大。研究表明:倘若金屬切削過程中的噪聲過大會對生產(chǎn)環(huán)境、工人的心理和生理造成較大的影響。金屬切削過程中的噪聲根據(jù)產(chǎn)生的原理不同，可分為:(1)機(jī)械噪聲，由機(jī)械傳動、摩擦和機(jī)械沖擊等產(chǎn)生的噪聲；(2)氣流噪聲，由氣壓變化所引起的氣流狀態(tài)變動產(chǎn)生的噪聲。目前，控制切削過程中的噪音的主要技術(shù)有:對機(jī)床本身運(yùn)行噪音進(jìn)行控制和對傳播過程的噪聲弱化。對機(jī)床本身運(yùn)行噪音進(jìn)行控制主要包括對傳動齒輪進(jìn)行噪聲控制、對支撐軸承進(jìn)行噪聲控制和對箱體進(jìn)行噪聲控制。由于機(jī)床的傳動主要通過齒輪的嚙合來完成，因此齒輪嚙合的時(shí)候由于碰撞、接觸摩擦和擠壓等作用都會產(chǎn)生噪聲，是機(jī)床噪聲的主要來源，目前主要是通過提高齒輪的精度來控制機(jī)床噪聲。對于支撐軸承的噪聲，則是通過控制軸孔加工精度和提高軸孔配合精度，降低配合間隙以及改善潤滑條件來降低運(yùn)行過程中軸承噪聲。由于機(jī)床動力源箱體以及主軸箱體具有阻隔噪聲的作用，因而改善箱體材質(zhì)，提高箱體剛性、加工精度和安裝精度都能有效降低箱體噪聲。對傳播過程的噪聲弱化，主要是利用具有優(yōu)良阻尼性、吸波性、隔熱性和抗震性等特點(diǎn)的泡沫鋁進(jìn)行噪聲傳播過程的弱化處理，從而提升機(jī)床運(yùn)行過程中的靜音效果Ο
[0004]以上這些降噪措施都是屬于被動降噪的技術(shù)范疇。而且都沒有獲得非常理想的降噪效果，同時(shí)，從機(jī)床本身進(jìn)行噪音控制的技術(shù)手段會提升機(jī)床本身的造價(jià)，并且無法完全阻隔噪音的產(chǎn)生與傳播。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種用于金屬切削的數(shù)控加工中心的主動式降噪方法，通過主動式降噪手段，即從傳播源和傳播過程對噪音進(jìn)行有效的抵消，能有效弱化金屬切削過程中的噪音對工作環(huán)境及工人的影響，從而營造出一種弱噪音的清潔制造環(huán)境，并具有實(shí)現(xiàn)簡單，造價(jià)低廉的特點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種用于金屬切削的數(shù)控加工中心的主動式降噪方法，包括如下步驟:
[0007]Α.在以機(jī)床正面為軸對稱的兩個(gè)側(cè)壁處分別預(yù)置一個(gè)噪聲采集傳感器，并將噪聲采集傳感器的高度設(shè)在與機(jī)床的金屬切削加工面大致相同的位置；
[0008]B.由噪聲采集傳感器實(shí)時(shí)采集機(jī)床進(jìn)行金屬切削加工時(shí)的噪聲信號；
[0009]C.將噪聲采集傳感器采集的噪聲信號傳送給中央控制系統(tǒng)，由中央控制系統(tǒng)進(jìn)行過濾處理，并計(jì)算出過濾處理后的噪聲信號的頻率和振幅；
[0010]D.將過濾處理后的噪聲信號的振幅與預(yù)置的閾值進(jìn)行比較，當(dāng)過濾處理后的噪聲信號的振幅小于預(yù)置的閾值時(shí)，返回步驟B，否則，繼續(xù)下一步驟；
[0011]E.由中央控制系統(tǒng)向預(yù)置在機(jī)床頂面位置的四個(gè)定向聲波發(fā)生器發(fā)送控制信號，使定向聲波發(fā)生器產(chǎn)生頻率與噪聲信號的頻率相同或接近，振幅大小與噪聲信號的振幅大致相同，振動方向與噪聲信號的振動方向相反的定向聲波抑制信號，從而對機(jī)床進(jìn)行金屬切削加工時(shí)的噪聲進(jìn)行疊加抵消；而后再返回步驟B進(jìn)行循環(huán)直至金屬切削加工過程結(jié)束為止。
[0012]所述的四個(gè)定向聲波發(fā)生器分處在以機(jī)床主軸為中心并呈輻射狀分布的區(qū)域中，且四個(gè)定向聲波發(fā)生器分別處在預(yù)置矩形的四個(gè)角處。
[0013]所述對噪聲信號進(jìn)行過濾處理是濾除對人體沒有影響的噪聲頻段的信號，保留對人體有影響的噪聲頻段的信號。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0015]1、本發(fā)明將主動降噪原理應(yīng)用于金屬切削的數(shù)控加工中心的降噪，能有效弱化金屬切削過程中的噪音對工作環(huán)境及工人的影響，從而營造出一種弱噪音的清潔制造環(huán)境，并具有實(shí)現(xiàn)簡單，造價(jià)低廉的特點(diǎn)。
[0016]2、本發(fā)明能自動識別對人體有害的噪聲，并對其進(jìn)行抑制，從而實(shí)現(xiàn)噪聲傳播途徑的無污染阻隔。
[0017]3、本發(fā)明通過定向聲波發(fā)生器釋放抑制波段，能有效抑制噪聲往數(shù)控加工中心外圍傳播，靜音效果更好。
[0018]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明；但本發(fā)明的一種用于金屬切削的數(shù)控加工中心的主動式降噪方法不局限于實(shí)施例。
【附圖說明】
[0019]圖1是應(yīng)用本發(fā)明的數(shù)控加工中心的機(jī)床的主視圖。
[0020]圖2是應(yīng)用本發(fā)明的數(shù)控加工中心的機(jī)床的側(cè)視圖。
[0021]圖3是應(yīng)用本發(fā)明的數(shù)控加工中心的機(jī)床的俯視圖。
[0022]圖4是應(yīng)用本發(fā)明的硬件構(gòu)成的示意圖。
[0023]圖中，
[0024]1:數(shù)控加工中心的機(jī)床；2:噪聲采集傳感器；3:定向聲波發(fā)生器；4:中央控制系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例
[0026]如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種用于金屬切削的數(shù)控加工中心的主動式降噪方法，包括如下步驟:
[0027]A.在以機(jī)床1正面為軸對稱的兩個(gè)側(cè)壁處分別預(yù)置一個(gè)噪聲采集傳感器2，并將噪聲采集傳感器2的高度設(shè)在與機(jī)床1的金屬切削加工面大致相同的位置；