批量钻削工步信号曲率尺度特征提取及应用

为实现基于切削过程传感器信号特征的批量工步质量分析,提出一种基于改进算法的传感器信号特征提取方法。该方法基于计算机补码运算原理选择曲率尺度测量技术算法的基本点,从而改进曲率尺度测量技术算法。以批量钻削工步主轴功率信号为例,首先对监测信号进行z-score标准化和分段处理,然后利用改进后的曲率尺度测量技术算法提取批量钻削工步监测信号从局部到全局的尺度特征;最后采用主成分分析法进行特征降维,从而获取批量钻削工步质量的分布情况。计算结果表明,曲率尺度测量技术算法能够降低监测信号幅值数量级差距和数据规模过大对特征提取效果的影响,批量钻削工步质量分类符合实际情况,可解决批量工步质量的人工抽检随意性问题。

批量钻削监测信号双谱特征融合研究及应用

基于钻削工步质量波动与监测信号特征变化之间的耦合现象,提出一种基于监测信号双谱特征的高精度批量钻削工步质量一致性控制检测方法。认为正常钻削过程的声发射和三向加速度振动监测信号可视为随机过程,满足或近似高斯分布,信号偏离高斯分布的程度与各钻孔加工质量波动间存在对应关系;以各钻孔声发射和加速度振动监测信号为研究对象,提取各钻孔监测信号的双谱幅值平均值为特征,对不同钻削情况下信号偏离高斯分布的程度进行定量分析;采用基于Relief F算法的特征加权模糊聚类分析,进行基于监测信号双谱幅值均值特征矩阵的钻孔质量分类,并与人工检测的工步质量一致性结果对比分析。计算和分析结果表明,监测信号双谱特征与各钻削工步质量之间存在有机联系,对信号双谱特征进行融合聚类可分析批量钻削工步质量的一致性。

钻削声发射信号高阶谱研究及应用

为解决批量钻削工序质量检测问题,采集各工步加工过程声发射监测信号,提出一种基于声发射信号高阶谱分析的批量钻削质量检测方法。基于统计意义上正常钻削过程声发射信号符合高斯分布的假说,对采集的信号进行小波包消噪后,计算批量钻削工步信号的双谱切片,描述信号偏离高斯分布的程度,并分析其与钻削加工工步质量的映射关系,实现钻削加工工步质量检测。实验及分析结果表明:基于声发射信号双谱切片提取的信号特征可有效辨别批量钻削工步中的质量不合格品。