基于電機(jī)電流信號的銑削刀具破損監(jiān)測方法研究.pdf

1、為了提高生產(chǎn)率和工件的加工精度以及產(chǎn)品的多樣化，數(shù)控機(jī)床在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到普遍應(yīng)用。加工過程中發(fā)生刀具破損會降低加工效率，影響加工質(zhì)量，尤其對于精密零件，刀具破損會導(dǎo)致工件報廢，造成經(jīng)濟(jì)損失。而且銑削加工是斷續(xù)切削，增加刀具破損監(jiān)測的難度，因此，對銑削刀具破損監(jiān)測的深入研究具有重要實(shí)際意義。
　　首先，調(diào)研工業(yè)現(xiàn)場并查閱了相關(guān)文獻(xiàn)，根據(jù)現(xiàn)有研究的不足，從機(jī)床銑削加工機(jī)理及特征出發(fā)，在進(jìn)行了充分的實(shí)驗(yàn)以及理論分析的基礎(chǔ)上，研究基于

2、電機(jī)電流信號的銑削加工刀具破損監(jiān)測方法。
　　然后，通過理論原理與模擬信號對奇異譜算法進(jìn)行闡述，并且基于奇異譜算法，對電機(jī)電流信號進(jìn)行降噪處理，提高信噪比。通過奇異值減少數(shù)據(jù)量，降低信號特征值的提取難度。最后，使用奇異譜算法對實(shí)際銑削加工中的電流信號進(jìn)行預(yù)處理，通過奇異值保存電流信號中的特征頻率成分，提高信號信噪比以便于下一步提取特征值。
　　再次，在時域、頻域內(nèi)對電機(jī)電流信號進(jìn)行分析，基于奇異譜算法，可以得到電機(jī)電流信號的

3、奇異值，但是因?yàn)槠娈愔抵g并不是獨(dú)立的，相互之間有交叉信息，會對結(jié)果造成影響，因此，對奇異值進(jìn)一步提取馬氏距離與譜平滑度作為刀具破損監(jiān)測的特征值。通過不同切削參數(shù)、不同破損程度的試驗(yàn)驗(yàn)證了特征值的有效性，從而建立特征向量。
　　最后，根據(jù)線性判別函數(shù)的原理與準(zhǔn)則，設(shè)計并構(gòu)建銑削加工刀具破損線性判別函數(shù)識別模型。使用提取的有效特征值對模型進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)合了奇異值分解算法的降噪能力與判別函數(shù)的分類能力，基于交叉驗(yàn)證法對模型識別率進(jìn)行驗(yàn)證