BTA深孔鉆削刀具磨損與排屑狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、深孔鉆削技術(shù)作為一種重要的孔加工方法具有系統(tǒng)復(fù)雜、鉆削條件惡劣、故障模式多樣的特點(diǎn)，研究深孔鉆削過(guò)程的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)提高加工過(guò)程可靠性、實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化具有重要的實(shí)際工程意義。
　　本文以BTA深孔鉆削系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了刀具磨破損和堵屑的產(chǎn)生機(jī)理以及對(duì)鉆桿扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和油路系統(tǒng)壓力的影響規(guī)律，建立了基于鉆桿振動(dòng)信號(hào)和油壓信號(hào)的BTA深孔鉆削狀態(tài)監(jiān)測(cè)方案，采用DSP構(gòu)建深孔鉆削狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆桿振動(dòng)信號(hào)和油壓信號(hào)的可靠

2、獲取。
　　針對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)的非平穩(wěn)、非線性特點(diǎn)，采用HHT自適應(yīng)時(shí)頻分析方法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)信號(hào)處理，研究了HHT的端點(diǎn)效應(yīng)和模態(tài)混疊問(wèn)題，利用基于反對(duì)稱延拓法來(lái)抑制端點(diǎn)效應(yīng)和去脈沖擾動(dòng)法來(lái)抑制模態(tài)混疊，通過(guò)對(duì)測(cè)試信號(hào)的變換結(jié)果表明該方法對(duì)抑制HHT端點(diǎn)效應(yīng)和模態(tài)混疊具有較好的效果。
　　分析了鉆桿振動(dòng)信號(hào)和油壓信號(hào)在時(shí)域、頻域及時(shí)頻域的變化特征，研究了監(jiān)測(cè)信號(hào)特征在整個(gè)鉆削歷程中的變化規(guī)律，提取了與鉆頭磨損狀態(tài)密切相關(guān)的振動(dòng)信號(hào)HH

3、T變換的IMF1能量Q、IMF2均值μ以及IMF3均方根作為樣本特征向量，提取了與排屑狀態(tài)密切相關(guān)的油壓信號(hào)的油壓變化率P(')、能量Q及峰值因子C作為樣本特征向量。
　　針對(duì)鉆削狀態(tài)與特征向量之間的隨機(jī)性和不確定性，采用小樣本非線性分類的最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM)構(gòu)建鉆削狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)，并研究了LSSVM的懲罰因子C及核函數(shù)寬度參數(shù)σ對(duì)其性能的影響，采用自適應(yīng)遺傳算法(AGA)優(yōu)化LSSVM參數(shù)，建立了基于AGA的LSSVM

4、狀態(tài)識(shí)別系統(tǒng)。仿真測(cè)試和對(duì)刀具磨損狀態(tài)和排屑狀態(tài)的識(shí)別結(jié)果表明該模型在小樣本條件下能夠?qū)崿F(xiàn)鉆削狀態(tài)的準(zhǔn)確可靠識(shí)別。
　　基于LABVIEW平臺(tái)開發(fā)了深孔鉆削狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，開發(fā)了數(shù)據(jù)接收、顯示以及存儲(chǔ)的上位機(jī)程序。在CCS3.3開發(fā)環(huán)境下開發(fā)了DSP嵌入式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，完成系統(tǒng)初始化，并開發(fā)信號(hào)處理和狀態(tài)識(shí)別以及報(bào)警輸出程序。在線與離線監(jiān)測(cè)結(jié)果表明該系統(tǒng)具有較高的精度和較好的實(shí)時(shí)性，能夠滿足BTA深孔鉆削狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的