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基于负荷电流信号的机床工作状态监测研究

于光临  
【摘要】:对机床工作状态进行实时监测可以了解机床是否正常运行,并进一步判定机床的作业内容,同时对生产过程的监测可以为合理分配生产任务、实现制造资源的高效利用奠定基础。对机床工作状态及其所用时间的监控,可以提供实时、准确的生产信息,基于此,管理人员可以根据机床空转时间与加工时间的比较来得到机床的利用率,并通过对比多台同类机床在某一相同工序上所用的时间得到机群中某一台机床的生产效率,以此为据,实施优化以提高机床的利用率,避免机床持续进行不必要的低负荷或高负荷运转,减少生产资源的浪费。 以普通卧式车床为研究对象,以便于测量的电流信号为分析对象,采集了空转、外圆切削、端面切削、钻孔等多种加工状态下的车床电机电流信号,分别运用傅里叶变换、小波包变换等时频分析方法对电流信号进行处理,提取相应的特征量并进行分析,这里主要从以下方面进行了研究: (1)通过对车床空转时的电流信号进行时频分析,并提取相应的特征量,依此监测车床的转速,为状态监测奠定基础。 (2)提出基于小波包变换的状态监测方法。在车床的加工中,不同的传动链会对电流信号的特定频段造成不一样的影响,小波包变换可以对信号进行详细的频段分解,因此,可以通过不同频段的小波包系数来对车床的不同状态进行监测。 (3)提出基于负荷变化的状态监测方法。不同工作状态下的车床负荷变化是不同的,从电流信号中提取出与车床负荷变化相对应的特征量,依此对车床的工作状态进行监测。


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