基于深度学习的刀具磨损检测系统的设计与实现
发布时间：2020-12-31 16:24
随着机械加工变得更加智能化、自动化、高效化、机械的故障检测就成为了不可或缺的一部分,而其中刀具是机械加工中最重要的一部分,但是在高速铣削过程中,很难检测到刀具的磨损状态,而刀具磨损严重时将影响加工精度和生产成本,同时会间接地影响到加工效率和产品质量。如何更高效、更准确、更稳定地实现刀具磨损在线的检测,让诸多学者都跃跃欲试,因此有关刀具磨损状态检测技术的研究具有非常高的应用价值。本文以刀具磨损在线检测为研究对象,通过采集数据并对数据进行分析学习,从而提出了一种基于3-KMMBS的刀具磨损检测方法,并搭建了基于深度学习的刀具磨损检测系统。论文主要的研究内容如下:1.首先,采集高速刀具铣削时在不同轴向的振动和声发射信号,利用小波分析等对其进行数据预处理,其中包括对振动信号进行小波包变换,利用提取到的近似系数与细节系数确定其是否具有奇异性;对原始信号进行倒频谱分析,确定刀具不同的磨损程度具有不同的AE值,并采用改进的3-K-Means聚类算法聚类出刀具的三种磨损状态区间。2.其次,根据有标签样本和无标签样本,建立多选择多隐层神经网络结构对其进行特征学习,再使用Softmax分类器进行分类;其中...
【文章来源】： 黄鹤翔 中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
刀具磨损曲线
第4章刀具磨损检测系统详细设计43图4.8刀具磨损类型图Figure4.8Typeoftoolwear图4.9刀具磨损区域Figure4.9Toolweararea4.4.2刀具磨损判别一、刀具磨损原因在高速铣削加工过程中，刀具的磨损原因往往与其他设备上零部件的磨损原因大相径庭。设备上的其他零部件，例如：仪表盘，传感器等这些零部件的损耗更多的是发生在内部的，比如：过长时间的测量和计算会导致仪器内部温度急剧上升，其内部的金属迅速你氧化，使得某些计量功能发生了偏差，进一步会使得仪器报废，成本增加等。不同于以上损耗，刀具的磨损更多的是发生在外部的，比如：过高的切削力会使得刀具后刀面磨损加剧，进一步影响到了工件的精度和产品质量，如果这个时候不更换新的刀具的话，不仅加工工件满足不了生产需求，
第4章刀具磨损检测系统详细设计43图4.8刀具磨损类型图Figure4.8Typeoftoolwear图4.9刀具磨损区域Figure4.9Toolweararea4.4.2刀具磨损判别一、刀具磨损原因在高速铣削加工过程中，刀具的磨损原因往往与其他设备上零部件的磨损原因大相径庭。设备上的其他零部件，例如：仪表盘，传感器等这些零部件的损耗更多的是发生在内部的，比如：过长时间的测量和计算会导致仪器内部温度急剧上升，其内部的金属迅速你氧化，使得某些计量功能发生了偏差，进一步会使得仪器报废，成本增加等。不同于以上损耗，刀具的磨损更多的是发生在外部的，比如：过高的切削力会使得刀具后刀面磨损加剧，进一步影响到了工件的精度和产品质量，如果这个时候不更换新的刀具的话，不仅加工工件满足不了生产需求，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabView控制的激光Z扫描综合实验设计[J]. 邱学军,姚文俊,曹振洲,沈健. 实验技术与管理. 2020(04)
[2]多路信号采集显示系统设计与实现[J]. 李青. 科技风. 2020(11)
[3]曲面铣削过程加工路径对切削力和磨损的影响研究[J]. 吴雪峰,牟澳磊,尹海亮,刘亚辉. 工具技术. 2020(01)
[4]基于机器视觉的立铣刀磨损检测方法研究[J]. 刘建春,江骏杰,邹朝圣. 制造技术与机床. 2020(01)
[5]基于数据驱动的铣削刀具寿命预测研究[J]. 黄志平,黄新宇,李亮,郭月龙. 制造技术与机床. 2020(01)
[6]钛合金铣削加工中冷却润滑方式的作用效果研究[J]. 陈博川,袁松梅,朱光远,杨宏青,姜涛. 航空制造技术. 2019(21)
[7]基于KNN的刀具磨损状态检测[J]. 范云龙,陈劲杰. 农业装备与车辆工程. 2019(09)
[8]基于深度学习与粒子滤波的刀具寿命预测[J]. 王国锋,董毅,杨凯,安华. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(11)
[9]不同切削距离下硬质合金刀具加工GH4169的切削性能研究[J]. 王奔,常康,王碧玲,迟兴春,王明海. 组合机床与自动化加工技术. 2019(07)
[10]刀具磨损监测与车削仿真研究[J]. 汤文科,韦辽. 机械研究与应用. 2019(03)
博士论文
[1]面向切削过程在线监测的多传感器集成式智能刀柄研究[D]. 解正友.哈尔滨工业大学 2019
硕士论文
[1]钛合金车削加工刀具磨损建模技术研究及预测分析[D]. 唐柏清.西安理工大学 2019
[2]基于LSTM循环神经网络的BTA钻头磨损监测技术研究[D]. 王毫.西安理工大学 2019
[3]基于深度学习的铣刀磨损状态监测方法研究[D]. 郝佰田.大连理工大学 2019
[4]非晶合金直角自由切削时的切削力、切屑形态及刀具磨损研究[D]. 李旭阳.燕山大学 2019
[5]基于切削仿真的高效铣削镍基高温合金工艺参数优化研究[D]. 罗凯.长春理工大学 2019
[6]基于深度学习的刀具磨损状态监测技术的研究[D]. 林杨.中国科学技术大学 2017
[7]基于激光传感器的刀具磨损检测方法研究[D]. 代红川.华北电力大学 2017
本文编号：2949939
【文章来源】： 黄鹤翔 中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所)
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
刀具磨损曲线
第4章刀具磨损检测系统详细设计43图4.8刀具磨损类型图Figure4.8Typeoftoolwear图4.9刀具磨损区域Figure4.9Toolweararea4.4.2刀具磨损判别一、刀具磨损原因在高速铣削加工过程中，刀具的磨损原因往往与其他设备上零部件的磨损原因大相径庭。设备上的其他零部件，例如：仪表盘，传感器等这些零部件的损耗更多的是发生在内部的，比如：过长时间的测量和计算会导致仪器内部温度急剧上升，其内部的金属迅速你氧化，使得某些计量功能发生了偏差，进一步会使得仪器报废，成本增加等。不同于以上损耗，刀具的磨损更多的是发生在外部的，比如：过高的切削力会使得刀具后刀面磨损加剧，进一步影响到了工件的精度和产品质量，如果这个时候不更换新的刀具的话，不仅加工工件满足不了生产需求，
第4章刀具磨损检测系统详细设计43图4.8刀具磨损类型图Figure4.8Typeoftoolwear图4.9刀具磨损区域Figure4.9Toolweararea4.4.2刀具磨损判别一、刀具磨损原因在高速铣削加工过程中，刀具的磨损原因往往与其他设备上零部件的磨损原因大相径庭。设备上的其他零部件，例如：仪表盘，传感器等这些零部件的损耗更多的是发生在内部的，比如：过长时间的测量和计算会导致仪器内部温度急剧上升，其内部的金属迅速你氧化，使得某些计量功能发生了偏差，进一步会使得仪器报废，成本增加等。不同于以上损耗，刀具的磨损更多的是发生在外部的，比如：过高的切削力会使得刀具后刀面磨损加剧，进一步影响到了工件的精度和产品质量，如果这个时候不更换新的刀具的话，不仅加工工件满足不了生产需求，
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LabView控制的激光Z扫描综合实验设计[J]. 邱学军,姚文俊,曹振洲,沈健. 实验技术与管理. 2020(04)
[2]多路信号采集显示系统设计与实现[J]. 李青. 科技风. 2020(11)
[3]曲面铣削过程加工路径对切削力和磨损的影响研究[J]. 吴雪峰,牟澳磊,尹海亮,刘亚辉. 工具技术. 2020(01)
[4]基于机器视觉的立铣刀磨损检测方法研究[J]. 刘建春,江骏杰,邹朝圣. 制造技术与机床. 2020(01)
[5]基于数据驱动的铣削刀具寿命预测研究[J]. 黄志平,黄新宇,李亮,郭月龙. 制造技术与机床. 2020(01)
[6]钛合金铣削加工中冷却润滑方式的作用效果研究[J]. 陈博川,袁松梅,朱光远,杨宏青,姜涛. 航空制造技术. 2019(21)
[7]基于KNN的刀具磨损状态检测[J]. 范云龙,陈劲杰. 农业装备与车辆工程. 2019(09)
[8]基于深度学习与粒子滤波的刀具寿命预测[J]. 王国锋,董毅,杨凯,安华. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(11)
[9]不同切削距离下硬质合金刀具加工GH4169的切削性能研究[J]. 王奔,常康,王碧玲,迟兴春,王明海. 组合机床与自动化加工技术. 2019(07)
[10]刀具磨损监测与车削仿真研究[J]. 汤文科,韦辽. 机械研究与应用. 2019(03)
博士论文
[1]面向切削过程在线监测的多传感器集成式智能刀柄研究[D]. 解正友.哈尔滨工业大学 2019
硕士论文
[1]钛合金车削加工刀具磨损建模技术研究及预测分析[D]. 唐柏清.西安理工大学 2019
[2]基于LSTM循环神经网络的BTA钻头磨损监测技术研究[D]. 王毫.西安理工大学 2019
[3]基于深度学习的铣刀磨损状态监测方法研究[D]. 郝佰田.大连理工大学 2019
[4]非晶合金直角自由切削时的切削力、切屑形态及刀具磨损研究[D]. 李旭阳.燕山大学 2019
[5]基于切削仿真的高效铣削镍基高温合金工艺参数优化研究[D]. 罗凯.长春理工大学 2019
[6]基于深度学习的刀具磨损状态监测技术的研究[D]. 林杨.中国科学技术大学 2017
[7]基于激光传感器的刀具磨损检测方法研究[D]. 代红川.华北电力大学 2017
本文编号：2949939
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