大型數(shù)控磨床磨削顫振在線監(jiān)測方法研究.pdf

1、磨削加工是一種高精密加工工藝，但在磨削過程中某一強迫激勵的頻率可能與磨床磨削系統(tǒng)的某一薄弱固有頻率接近，將會導(dǎo)致磨床發(fā)生共振，嚴(yán)重影響零件的加工精度。磨削加工過程中的振動信號是典型的非平穩(wěn)、非線性信號，因此從振動信號中提取能夠反映磨床故障狀態(tài)信息的特征量，成為解決磨削加工質(zhì)量的首要問題。
　　傳統(tǒng)的振動信號處理都是以傅里葉變換為其理論依據(jù)，是基于全局性的信號處理方法，因而在分析過程中容易產(chǎn)生假頻和虛假信號等矛盾現(xiàn)象，對于分析非平穩(wěn)

2、信號，缺乏物理意義，而數(shù)控機床磨削動態(tài)過程為非線性時變系統(tǒng)，輸出為非平穩(wěn)、非線性信號。針對上述問題，在浙江省基金的資助下，本文結(jié)合浙江省自然科學(xué)基金重點項目(LZ13E050003)，從磨床磨削加工過程中的振動入手，以大型數(shù)控導(dǎo)軌磨床為研究對象，使用希爾伯特黃變換(HHT)對磨床磨削過程中振動產(chǎn)生的非線性、非平穩(wěn)信號進行分析處理，提取磨削顫振特征量。采用最小二乘支持向量機(LSSVM)作為識別分類器，找出磨削顫振特征量與磨床磨削狀態(tài)之間

3、的映射關(guān)系，作為識別和判斷磨床發(fā)生顫振現(xiàn)象的方法，為磨削的在線監(jiān)測及工程應(yīng)用提供理論依據(jù)。
　　本文的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　首先敘述磨削顫振的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究趨勢，并簡要說明國內(nèi)外在振動信號處理方面的研究現(xiàn)狀及存在的問題。提出利用高精度的HHT方法來分析和處理獲得的磨削振動信號，提取磨床從平穩(wěn)磨削到顫振的過渡過程中變化明顯的特征量，找出顫振特征量與顫振之間的對應(yīng)關(guān)系;
　　其次根據(jù)對磨削過程中振動信號的特點，選

4、擇合適的傳感器及信號采集系統(tǒng)，搭建磨削顫振實驗平臺。通過改變不同的磨削參數(shù)，采集及保存磨床在不同工作狀態(tài)下的振動信號，為數(shù)據(jù)處理及后續(xù)研究內(nèi)容的開展提供實驗數(shù)據(jù);
　　最后將LSSVM引入到磨削顫振的判斷和識別中。應(yīng)用基于HHT提取的磨削顫振特征量-實時方差和瞬時能量變化對其進行訓(xùn)練及學(xué)習(xí)，構(gòu)建磨床磨削顫振的診斷模型，實現(xiàn)對磨床顫振的判斷和識別。通過磨削試驗采集到的振動信號對此方法的驗證，證明了本文提出的基于HHT和LSSVM的磨