基于HMM的刀具磨損監(jiān)測技術(shù)研究.pdf

1、近些年來，隨著制造裝備自動化與制造模式集成化的發(fā)展，使得刀具磨損成為制造系統(tǒng)中薄弱的一環(huán)。如何提高刀具的使用壽命，并且獲得優(yōu)良的加工質(zhì)量，是目前需要迫切解決的問題。這樣既可以節(jié)約成本，又能提高生產(chǎn)效率。因此，研究和開發(fā)加工過程刀具狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)對實現(xiàn)加工過程自動化、提升制造業(yè)水平具有重要意義。
　　現(xiàn)代制造業(yè)正向更高的生產(chǎn)效率、更高的制造精度發(fā)展，在零件加工中如果能夠掌握刀具的切削參數(shù)以及最大壽命，在刀具進(jìn)入急劇磨損階段前，且達(dá)到工

2、件最大加工數(shù)量時，更換刀具或刀片，既可以保證加工質(zhì)量，又可以使刀具使用率達(dá)到最大限度，減少更換刀具的頻率，提高生產(chǎn)效率。
　　本論文以銑削過程為研究對象，建立了以銑削力及振動加速度測量值作為監(jiān)測信號的銑刀磨損監(jiān)測實驗系統(tǒng)，對銑削力信號和振動加速度測量值的特征提取以及基于HMM的銑刀磨損監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的理論與實驗研究。
　　銑刀的磨損狀態(tài)嚴(yán)重影響著工件的表面加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。因此，國標(biāo)中已經(jīng)規(guī)定了銑刀磨損量的許用范圍。但是

3、由于銑削過程的復(fù)雜性，很難通過銑削時間去判斷銑刀的磨損狀態(tài)。因此實現(xiàn)銑刀磨損的在線實時監(jiān)測具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和科研價值。在銑刀磨損監(jiān)測中，銑削力信號被認(rèn)為是最合適的，因為對于刀具磨損和破損的監(jiān)測，銑削力信號能提供一個清晰的特征。
　　通過對實驗監(jiān)測中的振動加速度測量值及銑削力信號進(jìn)行時域和頻域的分析，分別從時域和頻域的角度出發(fā)，研究了銑削過程中銑削力信號及其特征值與銑刀磨損之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)時域統(tǒng)計特征與銑刀磨損之間相關(guān)性較差。而在