智能制造是“中國制造2025”的主攻方向,而發(fā)展面向智能制造的智能產(chǎn)品和智能裝備是其中一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略舉措。對(duì)制造企業(yè)而言,各類智能傳感裝置能夠?yàn)榍邢鬟^程智能監(jiān)測(cè)提供多參數(shù)信息,是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化,提高加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量,以及降低生產(chǎn)成本的重要基礎(chǔ)。因此,開展?jié)M足應(yīng)用需求的智能傳感產(chǎn)品設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)技術(shù)研究,對(duì)推動(dòng)智能制造技術(shù)發(fā)展具有重要意義和應(yīng)用前景。針對(duì)切削過程多參數(shù)信息檢測(cè)需求和目前傳感裝置的不足,本文開展了多傳感器集成式智能刀柄研究,研制了一種可實(shí)現(xiàn)切削過程多維切削力和切削振動(dòng)同時(shí)測(cè)量的無線智能刀柄,并基于其開展了切削過程刀具磨損狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。針對(duì)銑削過程切削力和切削振動(dòng)檢測(cè)需求,設(shè)計(jì)了智能刀柄多參數(shù)信息感知總體方案,包括基于電容測(cè)微原理的四維力測(cè)量方案及直接嵌入加速度傳感器的振動(dòng)測(cè)量方案。設(shè)計(jì)了低向間干擾的電容式多維力/扭感知結(jié)構(gòu),并建立了四向力解耦方程,通過在標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控刀柄上設(shè)計(jì)多組變形梁結(jié)構(gòu),以變形梁六處位置的變形來實(shí)現(xiàn)各向力的可靠解算。通過建立感知結(jié)構(gòu)的受力模型,分析了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)變形靈敏度的影響規(guī)律,優(yōu)化并確定了多參數(shù)信息感知刀柄的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù),應(yīng)用有限元軟件分析了該...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的目的和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究的目的和意義
    1.2 切削過程力與振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 切削力信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 切削振動(dòng)信號(hào)檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.3 智能刀柄研究現(xiàn)狀
    1.4 刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.5 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡析
    1.6 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 智能刀柄多參數(shù)信息感知結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析
    2.1 引言
    2.2 智能刀柄總體方案設(shè)計(jì)
        2.2.1 智能刀柄構(gòu)成
        2.2.2 智能刀柄設(shè)計(jì)目標(biāo)
        2.2.3 智能刀柄多參數(shù)信息感知方案設(shè)計(jì)
    2.3 電容式多維力/扭感知結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.1 銑削過程分析
        2.3.2 多維力/扭感知結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.3.3 感知結(jié)構(gòu)力學(xué)模型建立及分析
        2.3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)靈敏度分析及優(yōu)化
    2.4 智能刀柄結(jié)構(gòu)性能分析
        2.4.1 結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性分析
        2.4.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 智能刀柄傳感單元及多參數(shù)信息采集系統(tǒng)研發(fā)
    3.1 引言
    3.2 傳感單元及采集系統(tǒng)構(gòu)成與設(shè)計(jì)原則
    3.3 電容式多維力/扭傳感單元設(shè)計(jì)
        3.3.1 電容傳感器關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計(jì)
        3.3.2 電容傳感器集成設(shè)計(jì)與誤差分析
    3.4 振動(dòng)傳感單元設(shè)計(jì)
    3.5 多參數(shù)信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.5.1 多參數(shù)信息采集系統(tǒng)研制
        3.5.2 多參數(shù)信息采集系統(tǒng)性能測(cè)試
    3.6 本章小結(jié)
第4章 智能刀柄靜動(dòng)態(tài)特性測(cè)試及實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 智能刀柄集成
    4.3 智能刀柄靜態(tài)特性測(cè)試
        4.3.1 智能刀柄靜態(tài)特性標(biāo)定實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.3.2 智能刀柄靜態(tài)特性分析
    4.4 智能刀柄動(dòng)態(tài)特性測(cè)試
        4.4.1自由狀態(tài)下模態(tài)實(shí)驗(yàn)
        4.4.2工作狀態(tài)下模態(tài)實(shí)驗(yàn)
    4.5 智能刀柄銑削應(yīng)用性能實(shí)驗(yàn)研究
        4.5.1 銑削實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 基于智能刀柄的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究
    5.1 引言
    5.2 刀具磨損實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    5.3 切削過程信號(hào)分析與處理
        5.3.1 切削過程信號(hào)分析
        5.3.2 刀具磨損信號(hào)特征選擇
    5.4 刀具磨損狀態(tài)識(shí)別算法研究
        5.4.1 刀具磨損狀態(tài)辨識(shí)模型設(shè)計(jì)
        5.4.2 刀具磨損狀態(tài)辨識(shí)結(jié)果分析
        5.4.3 提高辨識(shí)準(zhǔn)確率的方法
    5.5 基于智能刀柄的切削過程監(jiān)測(cè)軟件系統(tǒng)開發(fā)
        5.5.1 監(jiān)測(cè)軟件總體設(shè)計(jì)
        5.5.2 監(jiān)測(cè)軟件各功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個(gè)人簡歷



本文編號(hào)：3817278