基于流形学习的CNC刀具视诊方法研究

发布时间：2024-04-02 04:34

　　随着制造业的飞速发展,工业生产技术也在与时俱进。作为切削制造的主要执行单元,刀具工况直接影响加工过程的精确性、高效性、安全性,实现刀具工况的在机监测是生产制造智能化、自动化、网络化的关键技术之一。本文在传统的刀具监测基础上,设计了基于嵌入式与图像处理的刀具视诊平台,结合流形学习方法识别刀具工况,保障加工系统的安全运行。论文的主要内容包括:通过分析刀具磨损机理,确定以刀具后刀面作为主要研究对象,根据平台需求对监测设备进行选型,确定视诊方案,完善图像预处理过程以及整体硬件电路设计。以嵌入式处理模块、图像采集模块、CNC模块和网络通信模块为基准设计硬件电路,采用PROFIBUS总线协议实现视诊平台与数控系统间数据通信,完成视诊平台的搭建并进行硬件测试。针对刀具磨损特征值的提取,本文结合OpenCV开源视觉库,采用区域生长算法对刀具磨损区域进行图像分割,最小外接矩形提取刀具磨损形状特征值,灰度共生矩阵提取纹理特征值。对于刀具工况的识别,提出了基于流形学习的刀具工况识别方法,搭建流形正则化支持向量机分类模型,将磨损特征值与切削参数作为样本对分类模型进行训练,经测试数据验证,刀具工况识别率达到95...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1刀具磨损形态

机理分析形态分析作为切削制造主要执行单元，在零件加工时会因磨损。磨损形式主要为两种：正常磨损与非正常加工精度允许的范围内产生的磨损，而非正常磨出现崩刃和断裂的状态，其磨损程度远超过工件无法继续使用。引发刀具非正常磨损的主要原因错位、切削阻塞、化学腐蚀等。对非正常磨损的施，继续使用....

图2.2前刀面磨损

图2.2前刀面磨损的是在进行工件加工过程中，加工材料以形成的缺口，主要发生在以较小速度切削作用在不同的点上，导致磨损带宽度不规则均值，值表示磨损最大值，通常情况损示意图如图2.3所示。

图2.3后刀面磨损

第2章刀具磨损及视诊原理图2.2前刀面磨损损指的是在进行工件加工过程中，加工材料以及下形成的缺口，主要发生在以较小速度切削厚刃作用在不同的点上，导致磨损带宽度不规则，平均值，值表示磨损最大值，通常情况下磨损示意图如图2.3所示。

图2.4磨损过程

第2章刀具磨损及视诊原理变化，因此制定统一刀具磨损标准符合生产要求。I深度处后刀面上测定的磨损带宽度平均值VB值作.1所示：表2.1刀具磨钝标准刀具类别磨损标准VB/m碳钢0.2~0.6耐热钢、不锈钢1.0陶瓷0.5合金钢0.6~0.8整个过程主要经历....

本文编号：3945825