基于SVM的深孔加工狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究與系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、深孔加工在機械制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,但由于其加工難度大、系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜,加工過程質(zhì)量監(jiān)控困難、故障率高,一直是機械加工中的瓶頸問題,因此研究深孔加工過程中刀具磨損和排屑狀態(tài)的實時監(jiān)測技術(shù)對實現(xiàn)深孔加工過程自動化具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文以BTA深孔鉆削為研究對象,針對深孔加工過程的特點,提取了功率和油壓作為監(jiān)測信號,建立了基于DSP的深孔鉆削過程刀具磨損與排屑狀態(tài)的在線實時監(jiān)測系統(tǒng)。監(jiān)測系統(tǒng)的硬件開發(fā)采用模塊化設(shè)計,包括時鐘電路、電源

2、電路、復(fù)位電路、存儲器、數(shù)據(jù)采集電路、串行通信和仿真接口,搭建了基于TMS320F2812DSP的實時監(jiān)測系統(tǒng)硬件平臺,實現(xiàn)了工況信號采集、分析以及工況識別等功能。針對BTA系統(tǒng)的復(fù)雜性以及功率和油壓監(jiān)測信號的隨機性與非平穩(wěn)性特點,采用小波變換對信號在不同頻段的變化特征進行了多分辨分析,研究了深孔加工過程中的功率信號與刀具磨損狀態(tài)、油壓信號與排屑狀況之間的關(guān)系。結(jié)果表明,功率信號頻帶能量和平穩(wěn)性特征與刀具磨損之間有較強聯(lián)系,油壓信號低頻

3、重構(gòu)分量的峰值和壓力變化率能準確反映鉆削過程的排屑狀態(tài)。針對特征向量與工況之間關(guān)系的復(fù)雜性與不確定性,采用支持向量機(SVM:Support vector machine)識別的方法建立了刀具狀態(tài)識別以及排屑狀態(tài)判斷的SVM模型,實現(xiàn)了深孔鉆削中切削功率信號特征向刀具磨損狀態(tài)、油壓信號特征向機床排屑狀態(tài)的映射。監(jiān)測結(jié)果表明,該方法具有較高的識別精度和較強的抗干擾能力,而且樣本不需要很大。在LABVIEW開發(fā)環(huán)境下設(shè)計串口通信上位機系統(tǒng),