高速數(shù)控車削加工復(fù)雜工況集成監(jiān)控方法及系統(tǒng).pdf

1、高速CNC機(jī)床的工況狀態(tài)直接影響生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和裝備安全。由于CNC加工工藝的柔性化和高速加工自動(dòng)循環(huán)的動(dòng)態(tài)化，使加工工藝系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控具有顯著的復(fù)雜性特征。因此，本文在國(guó)家科技重大專項(xiàng)及沈陽(yáng)機(jī)床集團(tuán)的資助下，研究一種虛擬測(cè)試輔助下的監(jiān)控技術(shù)及 CNC集成功能，通過(guò)基于計(jì)算機(jī)仿真模型的相似性模擬，以及基于模型的虛擬測(cè)試，獲取復(fù)雜工況主要監(jiān)控特征及規(guī)律。
　　本文重點(diǎn)研究了高速數(shù)控車削加工復(fù)雜工況的聚類融合監(jiān)控技術(shù)及

2、集成監(jiān)控功能實(shí)現(xiàn)，主要進(jìn)行了如下研究?jī)?nèi)容：
　　1、從復(fù)雜性科學(xué)角度，研究了高速數(shù)控車削加工過(guò)程復(fù)雜工況的形成，分析了復(fù)雜工況類型及主要影響因素，構(gòu)建了復(fù)雜工況模型，提出了一種 CNC高速車削過(guò)程集成監(jiān)控的聚類融合方法及實(shí)現(xiàn)技術(shù)；
　　2、針對(duì)CNC加工系統(tǒng)及工藝過(guò)程的柔性化重構(gòu)特點(diǎn)，研究了CNC高速車削工藝系統(tǒng)數(shù)字樣機(jī)多工況仿真技術(shù)，提出了一種物理監(jiān)控與虛擬測(cè)試相結(jié)合的復(fù)雜工況集成監(jiān)控方法，實(shí)現(xiàn)從復(fù)雜工況預(yù)測(cè)和異常工況預(yù)防

3、、高效加工條件選擇，到工況的實(shí)時(shí)測(cè)量、聚類融合、識(shí)別和控制；
　　3、研究了多工況數(shù)字樣機(jī)模型構(gòu)建及虛擬測(cè)試技術(shù)，對(duì)不同的工藝系統(tǒng)和不同加工條件下的復(fù)雜工況進(jìn)行了預(yù)測(cè)，為異常工況預(yù)防和高效加工用量的選擇提供了參考；
　　4、研發(fā)了復(fù)雜工況實(shí)時(shí)和分時(shí)監(jiān)控技術(shù)，重點(diǎn)研究了基于主軸電機(jī)電流和切削振動(dòng)的車削過(guò)程中的刀具破磨損狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)，并通過(guò) CCD進(jìn)一步判斷刀具磨損程度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常工況的情況下大大降低了誤判率；
　　

4、5、提出一種基于 PCA的多混合視覺(jué)特征融合的刀具磨損狀態(tài)識(shí)別方法，提取了刀具圖像的顏色、紋理、形狀共13個(gè)特征，采用PCA法對(duì)特征向量進(jìn)行重構(gòu)和降維處理，兼顧了識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性和識(shí)別效率；
　　6、將復(fù)雜工況監(jiān)控和加工質(zhì)量檢測(cè)功能無(wú)縫嵌入CNC系統(tǒng)，擴(kuò)展了CNC的感知和控制功能，具有開放式、可重構(gòu)和可移植的特點(diǎn)。
　　本文的研究工作為高速數(shù)控車削的高質(zhì)、高效、穩(wěn)定加工提供了有力保證，對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命、提高加工的自動(dòng)化和智