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《西南交通大学》 2005年
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切削加工过程中刀具磨损的智能监测技术研究

高宏力  
【摘要】:刀具作为金属切削过程的直接执行者,在工件的切削加工过程中不可避免地存在着刀具磨损和破损现象,刀具状态的变化直接导致产品质量下降和生产成本增加,进而影响产品的市场竞争力。针对这一问题,本文开展了以下研究工作: 1.研究了试验方法对神经网络识别精度的影响,提出了采用全因子组合的试验方法对刀具磨损监测进行研究,获得了网络建模所需的完整数据,为研究成功奠定了坚实的基础。 2.分析了信号特征随不同因素变化的规律,提出了基于标准模块的刀具磨损监测方法和基于动态树理论的刀具磨损监测方法。这两种方法完全消除了加工参数变化对信号特征的影响,提高了监测系统的识别精度,能够构建任意加工条件下的刀具磨损监测系统。 3.在对切削力信号、振动信号及声发射信号进行时域分析、频域分析、时间序列分析和小波分析的基础上,提出了采用变化特征监测多加工条件下刀具磨损的新方法,并采用综合系数方法选择监测特征,实现了特征的自动选择,提高了监测精度,有利于建立自适应的刀具监测系统。 4.分析了BP神经网络应用于刀具磨损监测的特点,提出了采用B样条模糊神经网络对特征建模的新方法,提高了系统识别速度,系统具备一定的增殖能力,适合在线监测。 5.针对监测系统可靠性差的难题,利用集成神经网络建立刀具磨损与信号特征之间的影射关系,并提出了改进的模式识别模型,通过同时监测多个时间的刀具状态,消除了信号畸变对系统监测结果带来的影响,监测系统的可靠性得到大幅度提高。 6.在提出监测理论的基础上,创造性地提出了刀具磨损监测的实用化
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TG71

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 关山;王龙山;聂鹏;;基于EMD与LS-SVM的刀具磨损识别方法[J];北京航空航天大学学报;2011年02期
2 关山;;基于奇异分解与最小二乘支持向量机的刀具磨损识别方法研究[J];东北电力大学学报;2013年03期
3 关山;聂鹏;;在线金属切削刀具磨损状态监测研究的回顾与展望Ⅲ:模式识别方法[J];机床与液压;2012年03期
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8 关山;聂鹏;;L-M优化算法BP网络在刀具磨损量预测中的应用[J];机床与液压;2012年15期
9 李勇;王细洋;王学超;;基于AR模型的铣刀磨损诊断[J];失效分析与预防;2009年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 申志刚;高速切削刀具磨损状态的智能监测技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 张翔;小型五轴联动机床介观尺寸铣削加工及其相关模型的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
3 刘路;基于改进支持向量机和纹理图像分析的旋转机械故障诊断[D];天津大学;2011年
4 缪宏;基于冷挤压的高强度钢内螺纹抗疲劳加工工艺研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 关山;基于声发射信号多特征分析与融合的刀具磨损分类与预测技术[D];吉林大学;2011年
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7 邵强;切削加工过程中颤振的监测与识别方法研究[D];大连理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱晓岭;多传感器信息融合技术在铣削过程监测中的应用研究[D];南昌航空大学;2010年
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3 董银松;基于监测信号加权特征的批量钻削工步质量增量聚类研究[D];湘潭大学;2011年
4 刘西卉;数控铣削中刀具磨损的可视化仿真技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 丁玉发;面向大批量生产的刀具磨损在线识别技术研究[D];华中科技大学;2011年
6 宁倩;数控机床刀具磨损状态监测系统及其信息传输标准研究[D];天津大学;2012年
7 丁伟;五轴铣削切削力信号处理的研究[D];辽宁科技大学;2012年
8 高龙;基于小波分析和集成神经网络的刀具磨损监测技术研究[D];西南交通大学;2007年
9 谢政;基于切削声音信号的刀具状态识别研究[D];上海交通大学;2008年
10 范伟;基于红外温度测量的刀具状态识别研究[D];上海交通大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 陈爱弟,王信义,王忠民,杨大勇,贾玉平;基于模糊聚类的刀具磨损量在线监测方法[J];北京理工大学学报;2000年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 李锡文,杜润生,杨叔子;立铣刀渐进磨损过程中主电机功率信号的时域特性研究[J];工具技术;2000年12期
9 吴泽群,刘亚俊,汤勇,陈平;刀具后刀面磨损量对切削力及加工表面粗糙度的影响[J];工具技术;2005年05期
10 郭厚焜;官海兵;游全根;;基于后刀面磨损的铣削加工误差研究[J];工具技术;2007年07期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
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4 王雷;陈宗海;;神经网络在过程系统建模中的应用综述[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年
5 熊诗波;杨洁明;熊晓燕;;采掘机械运行动力学和监测、诊断与控制[A];世纪之交的煤炭科学技术学术年会论文集[C];1997年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曾庆虎;机械传动系统关键零部件故障预测技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 田毅;电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究[D];北京交通大学;2010年
3 杨志军;铁磁性平板腐蚀缺陷多通道漏磁信号的反演与重构[D];东北石油大学;2011年
4 申志刚;高速切削刀具磨损状态的智能监测技术研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 张翔;小型五轴联动机床介观尺寸铣削加工及其相关模型的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 杨泽青;基于复杂系统理论的高速数控加工装备动静态特性监控技术研究[D];河北工业大学;2010年
7 刘路;基于改进支持向量机和纹理图像分析的旋转机械故障诊断[D];天津大学;2011年
8 缪宏;基于冷挤压的高强度钢内螺纹抗疲劳加工工艺研究[D];南京航空航天大学;2011年
9 沈南燕;大型数控切点跟踪曲轴磨床智能加工工艺及策略研究[D];上海大学;2011年
10 关山;基于声发射信号多特征分析与融合的刀具磨损分类与预测技术[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 盖卫勇;基于小波神经网络的高速铣削刀具磨损状态识别研究[D];河南理工大学;2010年
2 朱晓岭;多传感器信息融合技术在铣削过程监测中的应用研究[D];南昌航空大学;2010年
3 于佳;基于SOM的视频中人工文本检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 祝文娟;基于遗传模糊神经网络的建筑工程造价估算模型[D];河南理工大学;2010年
5 王昆;图像融合技术在微小轴承表面缺陷检测中的应用[D];吉林大学;2011年
6 郭竞妍;微型车车桥锥齿轮配对质量检测系统设计[D];武汉理工大学;2011年
7 温娜;物料预磨过程的计算机控制系统设计[D];江西理工大学;2011年
8 胡帮;基于声发射法的刀具磨损状态研究[D];郑州大学;2011年
9 杨华;基于嵌入式系统的多功能信号设备电气参数测试仪研究与设计[D];西南交通大学;2011年
10 方记文;难加工材料铣削加工刀具磨损建模技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董如何,肖必华,方永水;正交试验设计的理论分析方法及应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
2 王江涛;周泓;;层次分析法在商业银行信息化绩效评价的应用[J];北京航空航天大学学报(社会科学版);2009年01期
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9 袁松梅;刘晓旭;严鲁涛;刘强;;高强钢铣削中微量润滑技术效果的试验分析[J];北京航空航天大学学报;2009年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵永平;支持向量回归机及其在智能航空发动机参数估计中的应用[D];南京航空航天大学;2009年
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5 李立轻;基于计算机视觉的织物疵点自动检测研究[D];东华大学;2003年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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6 方记文;难加工材料铣削加工刀具磨损建模技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
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9 张莉;机床切削力信号在线监测系统的开发[D];大连理工大学;2002年
10 黄长友;CIMS/MAS中的加工误差自适应补偿控制研究[D];重庆大学;2002年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 聂鹏;谌鑫;;基于主元分析和BP神经网络对刀具VB值预测[J];北京航空航天大学学报;2011年03期
2 聂鹏;徐洪垚;刘新宇;李正强;;EEMD方法在刀具磨损状态识别的应用[J];传感器与微系统;2012年05期
3 付坚;钟志磊;;基于超声导波和二代小波的管道缺陷检测[J];化学工程与装备;2011年06期
4 汤为;王海丽;庄子杰;胡德金;;基于小波多分辨率分析和RBF神经网络的刀具磨损状态识别[J];工具技术;2009年02期
5 胡跃强;李苓;高宏力;章健;李文涛;钱士才;;基于BP神经网络的数控机床主轴性能评估模型[J];四川兵工学报;2012年06期
6 关山;聂鹏;;在线金属切削刀具磨损状态监测研究的回顾与展望Ⅲ:模式识别方法[J];机床与液压;2012年03期
7 郭贵中;毛新华;;高速铣削加工中刀具监测系统研究[J];机床与液压;2012年10期
8 张言;曾国英;赵登峰;栗明燕;;基于自回归模型的螺纹连接松动诊断[J];机械科学与技术;2012年03期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘清建;数控系统运动控制及运行优化[D];天津大学;2010年
2 关山;基于声发射信号多特征分析与融合的刀具磨损分类与预测技术[D];吉林大学;2011年
3 柴艳有;基于核学习理论的船舶柴油机故障诊断研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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10 杨振生;面向磨削烧伤问题的间接监测技术研究[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 邢国;路面铣刨机铣削过程的离散元仿真[D];湘潭大学;2011年
6 方记文;难加工材料铣削加工刀具磨损建模技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 张文辉;基于有限元法的铣刀切入过程研究及破损预测[D];上海交通大学;2011年
8 刘西卉;数控铣削中刀具磨损的可视化仿真技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
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10 丁玉发;面向大批量生产的刀具磨损在线识别技术研究[D];华中科技大学;2011年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
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6 邹浩波;高速切削加工表面粗糙度的研究[D];昆明理工大学;2006年
7 何建林;具有微结构功能表面的刀具及车削性能研究[D];华南理工大学;2011年
8 戴玲;路面铣刨机刀具的力学分析和优化设计[D];中南林业科技大学;2012年
9 刘伟;盾构机刀具切削的三维数值模拟研究及刀盘的有限元分析[D];燕山大学;2013年
10 程欢欢;不锈钢铣削加工刀具磨损有限元分析与刀具寿命预测[D];大连理工大学;2012年
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