基于多傳感器信號特征融合的孔系鉆削質量一致性評估.pdf

1、鉆削質量一致性是衡量與保證孔系類零部件加工質量和工作性能的關鍵因素。本文以實現(xiàn)孔系鉆削質量一致性檢測為目的，在孔系鉆削實驗平臺搭建、監(jiān)測信
　　號突變點檢測與提取、鉆削過程信號特征提取與融合、模式識別等方面進行相關研究。
　　（1）孔系鉆削實驗平臺搭建和信號采集。根據(jù)鉆削加工的特性，搭建孔系鉆削實驗平臺。采用霍爾電流傳感器監(jiān)測主軸電流負載的變化情況、聲發(fā)射傳感器監(jiān)測鉆削工件材料斷裂與變形和三向加速度振動傳感器監(jiān)測工件在鉆削過

2、程中的振動情況，并通過數(shù)據(jù)采集儀采集各孔鉆削過程多傳感器監(jiān)測信號。
　?。?）孔系鉆削過程監(jiān)測信號預處理與突變點提取。首先采用譜減法對多傳感器監(jiān)測信號進行去噪；然后，根據(jù)鉆頭刃尖與工件接觸和鉆頭刃尖切出工件時刻鉆削力以及主軸功率信號在突變點處的變化特點，對主軸功率信號進行 RMS分析和信號變化率計算，提取出各孔鉆削過程中鉆入鉆出時刻突變點；最后根據(jù)信號突變點將與鉆削質量相關的鉆削階段信號分割出來，為后續(xù)的孔系鉆削質量分析提供數(shù)據(jù)基

3、礎。
　?。?）監(jiān)測信號特征提取與分析。針對鉆削階段監(jiān)測信號的非線性、非平穩(wěn)、非高斯特性，對各孔監(jiān)測信號進行希爾伯特黃變換和高階譜分析，提取各孔監(jiān)測信號的邊際譜和雙譜特征，分析監(jiān)測信號特征變化與鉆孔質量之間的有機聯(lián)系。
　　（4）基于主成分分析的監(jiān)測信號特征融合與聚類。采用主成分分析對鉆削階段監(jiān)測信號邊際譜與雙譜特征構建的特征矩陣進行特征降維處理。根據(jù)各孔監(jiān)測信號第一主成分和第二主成分對鉆孔數(shù)據(jù)進行k均值聚類，獲得孔系鉆削質