發(fā)布時間：2023-04-25 23:50

　　在機械制造領(lǐng)域,刀具的切削狀態(tài)直接影響到加工質(zhì)量與效率,因此刀具狀態(tài)監(jiān)測的意義至關(guān)重要。在柔性制造(FMS)、計算機集成制造(CIMS)生產(chǎn)線中,監(jiān)測設(shè)備常以功率閾值的方式判斷刀具加工狀態(tài)。在實際加工中,如切削參數(shù)發(fā)生改變,則需要對各工序重新設(shè)定閾值參數(shù),且無法適用于變切削加工過程。傳統(tǒng)刀具狀態(tài)監(jiān)控中常用的主軸功率閾值比較法存在功率反饋時滯,不能很好地適應(yīng)切削過程多變的工況。本文是以浙江大學(xué)飛機數(shù)字化裝配技術(shù)團隊的翼盒數(shù)字化裝配系統(tǒng)為背景,針對目前項目采用的刀具狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備存在的問題,提出了改進后的監(jiān)測方法與改進措施。利用實時采集的主軸轉(zhuǎn)速、進給速度以及電主軸的功率、電流和扭矩信號的作為系統(tǒng)輸入,經(jīng)信號預(yù)處理和特征參數(shù)的提取,建立切削參數(shù)與加工功率之間的模型,以此實現(xiàn)刀具狀態(tài)監(jiān)測、自動退刀換刀及刀具庫管理等功能。利用SINUMERIK Operate Package對西門子840Dsl數(shù)控系統(tǒng)進行二次開發(fā),完成了刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(TCMS)的系統(tǒng)的設(shè)計。本文開展的研究工作如下:(1)系統(tǒng)的研究了目前刀具狀態(tài)監(jiān)測主要采用的信號,分析了功率、切削力、振動、聲發(fā)射(AE)信號之間優(yōu)缺點。同時...

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景和意義
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 研究意義
    1.3 刀具狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.3.3 刀具狀態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用
        1.3.4 研究的發(fā)展方向
    1.4 研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 基于末端執(zhí)行器的自動制孔系統(tǒng)
    2.1 翼盒數(shù)字化裝配系統(tǒng)
    2.2 基于末端執(zhí)行器的自動制孔系統(tǒng)
        2.2.1 自動制孔系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.2.2 末端執(zhí)行器
        2.2.3 刀具監(jiān)測系統(tǒng)
        2.2.4 人機交互系統(tǒng)
    2.3 末端執(zhí)行器自動制孔系統(tǒng)
    2.4 TMAC自適應(yīng)監(jiān)測系統(tǒng)
        2.4.1 監(jiān)測原理探究
        2.4.2 功率監(jiān)測原理驗證
        2.4.3 TMAC監(jiān)測存在的問題
    2.5 本章小結(jié)
第3章 刀具狀態(tài)監(jiān)測的研究與試驗
    3.1 基于末端執(zhí)行器的制孔流程
        3.1.1 制孔工藝流程
        3.1.2 預(yù)連接孔制孔階段
        3.1.3 大批量制孔階段
    3.2 刀具狀態(tài)監(jiān)測原理
    3.3 功率閾值實時更新監(jiān)控策略
    3.4 基于主軸信號的監(jiān)測方法
        3.4.1 主軸監(jiān)測信號分析
        3.4.2 試驗參數(shù)與設(shè)計
        3.4.3 正交實驗設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第4章 刀具狀態(tài)監(jiān)測的功率閾值模型
    4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與支持向量機
    4.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理
    4.3 基于自適應(yīng)模糊神經(jīng)推理系統(tǒng)的功率閾值模型
        4.3.1 自適應(yīng)模糊神經(jīng)推理系統(tǒng)的基本原理
        4.3.2 ANFIS功率閾值預(yù)測模型的實現(xiàn)過程
    4.4 基于支持向量回歸的功率閾值模型
        4.4.1 支持向量機的基本原理
        4.4.2 支持向量機的回歸問題
        4.4.3 SVR功率閾值預(yù)測模型的實現(xiàn)過程
    4.5 功率閾值模型計算結(jié)果分析
        4.5.1 模型參數(shù)變量分析
        4.5.2 計算結(jié)果分析
        4.5.3 ANFIS及SVR模型的優(yōu)缺點
        4.5.4 模型計算能力及效果
    4.6 本章小結(jié)
第5章 刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
    5.1 刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計
        5.1.1 刀具狀態(tài)監(jiān)測過程
        5.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境
        5.1.3 監(jiān)控系統(tǒng)的組成
    5.2 刀具監(jiān)測系統(tǒng)的功能實現(xiàn)
        5.2.1 用戶界面定義及GUI組件
        5.2.2 實時數(shù)據(jù)曲線模塊
        5.2.3 信號處理實現(xiàn)
        5.2.4 數(shù)據(jù)采集與保存模塊
        5.2.5 通過PI服務(wù)執(zhí)行NC程序
    5.3 刀具監(jiān)測系統(tǒng)的集成開發(fā)
        5.3.1 840Dsl與刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信
        5.3.2 HMI應(yīng)用程序的生成
        5.3.3 初始啟動區(qū)域配置
        5.3.4 其他EXE程序調(diào)用配置
    5.4 刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)
        5.4.1 監(jiān)測系統(tǒng)的部署
        5.4.2 監(jiān)測系統(tǒng)的性能
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
附錄A 監(jiān)測系統(tǒng)主程序代碼



本文編號：3801307