基于鉆削力和噪聲信號(hào)的HMM鉆頭磨損監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、隨著MC和FMS等自動(dòng)化制造裝備的發(fā)展，刀具切削狀態(tài)監(jiān)測(cè)成為實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，研究和開發(fā)刀具磨損、破損狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)具有重要的意義。論文以鉆削過(guò)程為研究對(duì)象，對(duì)鉆頭磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)中鉆削力和噪聲信號(hào)的特征提取和刀具狀態(tài)識(shí)別等進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析與實(shí)驗(yàn)研究，建立了以鉆削力和加工噪聲作為監(jiān)測(cè)信號(hào)的HMM鉆頭磨損監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 分析討論了基于STFT、小波及小波包變換的非平穩(wěn)信號(hào)處理方法，對(duì)鉆削過(guò)程中的鉆削力及噪聲信號(hào)與鉆頭磨損狀態(tài)

2、之間的關(guān)系進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)信號(hào)在時(shí)頻域中的能量分布狀態(tài)與鉆頭磨損具有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，根據(jù)小波包分頻帶能量監(jiān)測(cè)理論，獲得了鉆削力信號(hào)和噪聲信號(hào)的小波包能量譜，實(shí)現(xiàn)了鉆頭磨損監(jiān)測(cè)特征提取。 從分形的觀點(diǎn)出發(fā)，研究了小波變換與分形理論的內(nèi)在聯(lián)系，提出一種以小波作為標(biāo)尺來(lái)定義分維數(shù)的思想，建立了一種以信號(hào)的絕對(duì)和作為度量參數(shù)的小波分維數(shù)，通過(guò)對(duì)整個(gè)鉆削過(guò)程鉆削力和噪聲信號(hào)小波分維數(shù)的研究，探討其變化規(guī)律與刀具磨損之間的關(guān)系。結(jié)果表明：運(yùn)用小波分

3、維數(shù)可更加有效地刻畫信號(hào)的本質(zhì)特征，鉆削過(guò)程鉆削力和噪聲信號(hào)小波分維數(shù)的變化與鉆頭磨損之間表現(xiàn)出密切的相關(guān)性，采用該方法可有效地實(shí)現(xiàn)鉆頭磨損狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。 將HMM引入到鉆頭磨損監(jiān)測(cè)中，對(duì)鉆頭磨損監(jiān)測(cè)HMM建立中的模型結(jié)構(gòu)、參數(shù)初始化及矢量量化等進(jìn)行了比較詳細(xì)的研究，建立了基于小波包能量譜的HMM鉆頭磨損監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)鉆頭磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)效果進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明：選取的監(jiān)測(cè)信號(hào)及其特征與刀具狀態(tài)之間具有強(qiáng)相關(guān)性，HMM監(jiān)測(cè)模型能有效反映