針對深孔加工過程中刀具狀態(tài)不易觀察、更換刀具的時機(jī)依賴經(jīng)驗(yàn)等問題,提出了一種基于深度置信網(wǎng)絡(luò)的深孔加工刀具狀態(tài)監(jiān)測方法。通過三向壓電加速度傳感器和傳聲器采集加工過程的振動信號和噪聲信號,并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,利用處理后的數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度置信網(wǎng)絡(luò)對刀具狀態(tài)進(jìn)行辨別。刀具狀態(tài)監(jiān)測的實(shí)例表明,利用預(yù)處理后的數(shù)據(jù)對深度置信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,刀具狀態(tài)監(jiān)測在測試集上的平均準(zhǔn)確度可以達(dá)到98.54%,證明了深孔加工刀具狀態(tài)監(jiān)測方法的有效性。

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圖1 深度置信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

深度置信網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)如圖1所示,通過利用前一層的激活作為輸入,貪婪地將每一層(從低到高)訓(xùn)練RBM。具體訓(xùn)練過程如下所示:首先充分訓(xùn)練一個RBM,其次固定第一個RBM的權(quán)重和偏移量,使用其隱層神經(jīng)元的狀態(tài),作為第二個RBM的輸入向量;接著充分訓(xùn)練第二個RBM后,將第二個RBM堆疊....

圖3 刀具不同階段兩個振動傳感器Y方向上信號的時域波形

圖2刀具狀態(tài)試驗(yàn)傳感器布置圖2.2數(shù)據(jù)預(yù)處理

圖4 數(shù)據(jù)預(yù)處理流程圖

加工過程中,壓電加速度傳感器和傳聲器分別采集振動信號和聲信號,通過數(shù)據(jù)預(yù)處理后輸入到刀具狀態(tài)監(jiān)測模型,數(shù)據(jù)預(yù)處理過程如圖4所示。2.2.1振動信號合成

圖5 數(shù)據(jù)不平衡處理

其中,S′為加噪后的刀具磨鈍信號,S為未加噪的磨鈍信號,k為加噪的強(qiáng)度參數(shù),n=1,2,…,N用于控制加噪的不同強(qiáng)度,σ為樣本的標(biāo)準(zhǔn)方差。不平衡處理前后數(shù)據(jù)個數(shù)見表1。2.2.3特征提取

本文編號：4018014