基于电流信号的滚珠丝杠磨损状态监测研究

发布时间：2017-10-20 16:42

  本文关键词：基于电流信号的滚珠丝杠磨损状态监测研究

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【摘要】：数控机床是基础制造业的关键装备,滚珠丝杠是数控机床上的关键部件,其性能直接影响着机床的加工性能、加工质量和生产效率,所以对滚珠丝杠的磨损进行研究,对保证机床加工性能,提高加工质量和生产效率有重要的实际意义。本文从实际生产需求出发,提出了一种基于电流信号的滚珠丝杠磨损状态监测方法。首先分析了滚珠丝杠磨损原因和磨损后的表现,确定了滚珠丝杠磨损状态监测的研究思路。研究分析各种磨损状态监测法的在应用中的优缺点,针对滚珠丝杆磨损特点以及现场实际情况和便于实现滚珠丝杠磨损状态监测技术工程化应用,确定了电流信号监测法,辅助振动信号和机床伺服信号监测法。分析了基于电流信号的滚珠丝杠磨损状态监测原理,搭建了滚珠丝杠磨损监测实验平台。在时域、频域内对加工过程中快进阶段和切削阶段的驱动电机电流信号进行了特征提取分析。采用小波包分解法将电流信号分解到不同的频段内,从小波包分量中提取了对滚珠丝杠磨损状态敏感的特征值,建立了表征滚珠丝杠磨损状态的特征向量。应用基于支持向量机的滚珠丝杠磨损状态辨识模型对滚珠丝杠磨损状态进行识别,选择了合适的核函数,并对核函数的参数进行了优化,建立了基于支持向量机的滚珠丝杠磨损状态辨识模型,完成了模型的学习和训练,并对辨识模型的辨识结果进行了验证。
【关键词】：滚珠丝杠 磨损 电流信号 小波包 支持向量机
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 课题概述8-9
• 1.2 国内外研究概况9-16
• 1.3 本文主要研究内容16-17
• 2 滚珠丝杠磨损原因及表现分析17-29
• 2.1 面向发动机缸盖加工特点的机床滚珠丝杠磨损原因分析17-22
• 2.2 机床滚珠丝杠磨损的表现22-26
• 2.3 滚珠丝杠磨损状态监测研究思路26-27
• 2.4 本章小结27-29
• 3 滚珠丝杠磨损状态监测原理与实验系统搭建29-38
• 3.1 监测方法选择29-30
• 3.2 基于电流信号的滚珠丝杠磨损状态监测原理分析30-33
• 3.3 滚珠丝杠磨损状态监测实验平台及搭建33-37
• 3.4 本章小结37-38
• 4 表征滚珠丝杠磨损状态特征集提取方法研究38-50
• 4.1 时域和频域特征值提取分析38-45
• 4.2 基于小波包的特征值提取分析45-49
• 4.3 本章小结49-50
• 5 基于支持向量机的滚珠丝杠磨损状态识别50-60
• 5.1 滚珠丝杠磨损状态分类准则50-52
• 5.2 支持向量机理论52-54
• 5.3 基于支持向量机的丝杠磨损状态识别模型54-57
• 5.4 磨损状态识别准确性验证57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 6 全文总结及展望60-62
• 6.1 全文总结60
• 6.2 展望60-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66

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本文编号：1068257