基于廣義S變換的磨床磨削顫振監(jiān)測研究.pdf

1、數(shù)控磨床是工業(yè)制造領(lǐng)域的常見設(shè)備，是先進制造技術(shù)的載體。顫振是導(dǎo)致磨床加工不穩(wěn)定的重要原因之一，主要是由于刀具與工件間的相對振動引起的。顫振的發(fā)生會降低工件加工表面的加工質(zhì)量、加速機床破壞。由于磨床加工過程較為復(fù)雜，且磨削顫振過程的輸出信號為非平穩(wěn)、非線性信號，常見的信號處理方法對其處理效果不佳?；谀ゴ差澱襁^渡信號的特點，急需引入一種有效的信號處理方法到磨床顫振信號的處理中，提取表征磨床顫振狀態(tài)的特征指標，為后續(xù)磨床狀態(tài)識別提供理論基

2、礎(chǔ)。
　　常見的信號處理方法大多都是在傅里葉變換的基礎(chǔ)上提出的，傅里葉變換是全局性的信號處理手段，無法表征信號的局部特性，難以分離信號的特征信息。而磨床磨削過程輸出的信號為非平穩(wěn)、非線性信號，在強背景信號與噪聲中，更加難以識別和提取。針對以上問題，本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金(51475432)、浙江省自然科學(xué)基金重點項目(LZ13E050003)，以MK7180X160/L數(shù)控磨床為對象，采集并保存磨削過程動態(tài)變化的實驗信號，利用廣

3、義S變換對實驗信號進行分析，并提取表征顫振狀態(tài)的特征指標，最后利用基于主成分分析法的顫振狀態(tài)評估模型找出磨削特征指標與顫振狀態(tài)之間的對應(yīng)關(guān)系，進而提出一種實際有效的磨床磨削顫振在線檢測方法。
　　本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　首先論述課題的研究背景和意義，介紹國內(nèi)外學(xué)者針對磨削顫振機理和顫振故障監(jiān)測識別領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，并簡單對比了幾種常見的振動信號處理方法，指出各自存在的不足?；谀ハ黝澱襁^渡階段信號的特點，引入一種新型的非

4、平穩(wěn)、非線性的信號處理方法-廣義S變換到磨床磨削顫振信號處理與監(jiān)測中，為后續(xù)研究提供方向。
　　其次選用合適的傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊，搭建實驗測試平臺，合理地布置振動加速度傳感器，并通過改變磨床的磨削參數(shù)模擬不同的磨床狀態(tài)，并實時地采集磨床的振動信號。
　　最后將主成分分析法引入至磨床的顫振判斷及識別中，建立磨床顫振狀態(tài)評估識別模型，應(yīng)用主成分分析法的學(xué)習(xí)能力，將實時方差和廣義S變換能量熵等作為信號的特征指標，對實驗數(shù)據(jù)進行了