高速數(shù)控車削加工復雜工況集成監(jiān)控方法及系統(tǒng).pdf

1、高速CNC機床的工況狀態(tài)直接影響生產效率、產品質量和裝備安全。由于CNC加工工藝的柔性化和高速加工自動循環(huán)的動態(tài)化，使加工工藝系統(tǒng)運行過程和運行狀態(tài)監(jiān)控具有顯著的復雜性特征。因此，本文在國家科技重大專項及沈陽機床集團的資助下，研究一種虛擬測試輔助下的監(jiān)控技術及 CNC集成功能，通過基于計算機仿真模型的相似性模擬，以及基于模型的虛擬測試，獲取復雜工況主要監(jiān)控特征及規(guī)律。
　　本文重點研究了高速數(shù)控車削加工復雜工況的聚類融合監(jiān)控技術及

2、集成監(jiān)控功能實現(xiàn)，主要進行了如下研究內容：
　　1、從復雜性科學角度，研究了高速數(shù)控車削加工過程復雜工況的形成，分析了復雜工況類型及主要影響因素，構建了復雜工況模型，提出了一種 CNC高速車削過程集成監(jiān)控的聚類融合方法及實現(xiàn)技術；
　　2、針對CNC加工系統(tǒng)及工藝過程的柔性化重構特點，研究了CNC高速車削工藝系統(tǒng)數(shù)字樣機多工況仿真技術，提出了一種物理監(jiān)控與虛擬測試相結合的復雜工況集成監(jiān)控方法，實現(xiàn)從復雜工況預測和異常工況預防

3、、高效加工條件選擇，到工況的實時測量、聚類融合、識別和控制；
　　3、研究了多工況數(shù)字樣機模型構建及虛擬測試技術，對不同的工藝系統(tǒng)和不同加工條件下的復雜工況進行了預測，為異常工況預防和高效加工用量的選擇提供了參考；
　　4、研發(fā)了復雜工況實時和分時監(jiān)控技術，重點研究了基于主軸電機電流和切削振動的車削過程中的刀具破磨損狀態(tài)實時監(jiān)控技術，并通過 CCD進一步判斷刀具磨損程度，及時發(fā)現(xiàn)異常工況的情況下大大降低了誤判率；
　　

4、5、提出一種基于 PCA的多混合視覺特征融合的刀具磨損狀態(tài)識別方法，提取了刀具圖像的顏色、紋理、形狀共13個特征，采用PCA法對特征向量進行重構和降維處理，兼顧了識別結果的準確性和識別效率；
　　6、將復雜工況監(jiān)控和加工質量檢測功能無縫嵌入CNC系統(tǒng)，擴展了CNC的感知和控制功能，具有開放式、可重構和可移植的特點。
　　本文的研究工作為高速數(shù)控車削的高質、高效、穩(wěn)定加工提供了有力保證，對延長設備使用壽命、提高加工的自動化和智