【摘要】：基于切削力、振動(dòng)等信號(hào)監(jiān)測(cè)是目前數(shù)控加工刀具狀態(tài)實(shí)時(shí)辨識(shí)的有效手段,而數(shù)控加工過(guò)程中的監(jiān)測(cè)信號(hào)不僅跟刀具狀態(tài)本身相關(guān),還受工件的幾何形狀、工藝參數(shù)等因素的影響,導(dǎo)致數(shù)控加工過(guò)程中刀具狀態(tài)辨識(shí)準(zhǔn)確性差,尤其是對(duì)于多品種、小批量生產(chǎn)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件,以上問(wèn)題更為嚴(yán)重。針對(duì)以上問(wèn)題,本文對(duì)基于特征的數(shù)控加工刀具狀態(tài)實(shí)時(shí)辨識(shí)方法進(jìn)行了深入研究。論文主要成果如下:(1)分析了數(shù)控加工刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)的常用傳感器,選擇了切削力作為本文刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)的信號(hào),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法分析了加工特征對(duì)切削力監(jiān)測(cè)信號(hào)的影響,進(jìn)而提出了基于特征的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工刀具狀態(tài)辨識(shí)方法,建立基于特征的刀具狀態(tài)辨識(shí)信息模型,分析了基于特征辨識(shí)刀具狀態(tài)的優(yōu)勢(shì)。(2)針對(duì)數(shù)控加工過(guò)程中監(jiān)測(cè)信號(hào)不僅與刀具狀態(tài)相關(guān),同時(shí)也受工件幾何形狀和工藝參數(shù)影響的問(wèn)題,分析了加工特征和刀具狀態(tài)對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)影響,建立了加工特征幾何形狀 數(shù)控程序 監(jiān)測(cè)信號(hào)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)了刀具狀態(tài)監(jiān)測(cè)信號(hào)與加工特征之間的實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián),使刀具狀態(tài)辨識(shí)能夠依據(jù)不同的加工特征進(jìn)行分類(lèi)分析。(3)研究了基于特征的監(jiān)測(cè)信號(hào)處理方法及刀具狀態(tài)實(shí)時(shí)辨識(shí)方法。針對(duì)不同飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工特征提取不同的信號(hào)敏感量,結(jié)合加工特征幾何信息及工藝信息構(gòu)建刀具狀態(tài)辨識(shí)向量,使用K-Means聚類(lèi)算法對(duì)其分類(lèi),實(shí)現(xiàn)了基于特征的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工刀具狀態(tài)辨識(shí)。(4)基于CATIA/CAA與LABVIEW平臺(tái)開(kāi)發(fā)了基于特征的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工刀具狀態(tài)實(shí)時(shí)辨識(shí)系統(tǒng)并在實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。
[Abstract]:Signal monitoring based on cutting force and vibration is an effective method for real-time identification of cutting tool status in NC machining. The monitoring signal in NC machining process is not only related to the tool state itself, but also affected by the geometric shape of the workpiece. Because of the influence of process parameters and other factors, the accuracy of tool state identification in NC machining process is poor, especially for complex structural components which are multi-product and small batch production, the above problems are more serious. In order to solve the above problems, the real-time identification method of NC machining tool status based on feature is deeply studied in this paper. The main achievements of this paper are as follows: (1) the commonly used sensors of NC machining tool condition monitoring are analyzed, and the cutting force is selected as the signal of tool condition monitoring in this paper. The influence of machining features on cutting force monitoring signal is analyzed by experimental method, and then a feature-based tool state identification method for NC machining of complex structural components is proposed, and a feature-based tool state identification information model is established. The advantage of identifying tool state based on feature is analyzed. (2) the monitoring signal in NC machining is not only related to tool state, but also affected by workpiece geometry and process parameters. The influence of machining feature and tool state on monitoring signal is analyzed. The correlation between machining feature geometric shape monitoring signal and machining feature is established, and the real-time correlation between tool condition monitoring signal and machining feature is realized. The tool state identification can be classified according to different machining features. (3) the feature-based monitoring signal processing method and the tool state real-time identification method are studied. According to the machining features of different aircraft structures, different signal sensitive quantities are extracted, and the tool state identification vector is constructed by combining the geometric information and process information of machining features. The tool state identification vectors are classified by K-Means clustering algorithm. A feature-based tool state identification system for NC machining of complex frame members is developed. (4) A real-time tool state identification system based on CATIA/CAA and LABVIEW for NC machining of complex frame members is developed and verified in experiments.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2441920