数控加工刀具磨损量与剩余使用寿命自适应预测方法

发布时间：2024-06-08 06:36

　　数控加工过程中刀具状况对于加工质量和加工效率具有重大影响,加工过程中刀具劣化不可避免。操作人员一般在刀具指导使用寿命还有一些余量的情况下更换刀具,但是航空航天等采用小批量生产模式且难加工的领域,刀具劣化率度快且多变,传统的换刀方式会导致使用劣化严重的刀具进行加工的情况出现,给加工造成了不可预估的危害。操作人员为了避免上述情况出现,只能采取更加保守的换刀策略,造成了极大的浪费。在确保加工质量的前提下充分挖掘刀具使用价值,就必须建立一个可靠的刀具寿命评估标准和方法。国际标准将后刀面磨损量作为评价刀具劣化程度的标准,因此本文选用后刀面最大磨损带宽度作为刀具状况评价标准。本文提出了一种刀具剩余使用寿命自适应预测方法,通过显微镜准确、快速的实现对刀具的检测获取标签。获取切削力、工件振动、机床主轴功率及电流等信号,将提取的信号进行预处理。对处理后的信号进行小波包分解提取特征,并将提取的特征和刀具磨损以及工况进行相关性分析,筛选和刀具磨损相关性强和工况相关性弱的特征。将筛选后的特征输入高斯过程回归预测刀具后刀面最大磨损带宽度以及剩余使用寿命。本文以刀具在位的方式对刀具进行检测,研究的显微镜自动对焦方...

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【部分图文】：

图1-1碎刀对工件造成的破坏Figure1-1Thefigureofthedamagecausedbythebrokentool

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文2计算机性能的飞速提升、相关算法的提出与发展，机器学习在制造业内取得了显著的成就[11]，这为刀具状况识别及剩余使用寿命预测提供了新方法。本文基于机器视觉、信息融合、机器学习等技术，提出了一种刀具磨损量和剩余使用寿命自适应预测预测方法。该方法可以准确....

图2-1同一刀具同一角度不同光照条件下拍摄的图像

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文8附着在刀具上的切屑会阻挡显微镜视线。当切削区域温度较高时刀具前刀面靠近切削刃部分容易产生积屑瘤，将对后续刀具磨损量识别带来非常恶劣的影响。加工间隙机床处于待机状态，机床会产生一定的颤振，显微镜为精密仪器，当颤振达到一定程度会导致显微镜拍摄的图像模糊....

图2-3同一刀具相同光照不同角度拍摄图像对比

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文10图2-3同一刀具相同光照不同角度拍摄图像对比Figure2-3Thefigureoftheimagetakenwiththesametoolatthesamelightingconditionsandunderdifferentangle经过大量....

图3-10132个特征的方差分析F值

哈尔滨理工大学工学硕士学位论文363.5.2信号特征影响因素相关性分析及筛选本节将132个特征分别与工况和刀具磨损进行相关性分析，综合考虑相关性分析得到的F值和P值筛选特征。图3-10132个特征的方差分析F值Figure3-10ThefigureoftheF-valuesofa....

本文编号：3991605