Flute breakage detection during end milling using Hilbert–Huang transform and smoothed nonlinear energy operator

Real time tool condition monitoring has great significance in modern manufacturing processes. In order to prevent possible damages to the workpiece or the machine tool, reliable monitoring techniques are required to provide fast response to the unexpected tool failure. Milling is one of the most fundamental machining operations. During the milling process, the current of feed motor is weakly related to the cutter condition, the change of power consumption is not significant to identify tool condition. Thus, current of motor-based tool condition still requires some new approaches to sort out significant pattern that could be employed to indicate tool condition. In this paper, a new approach is proposed to detect end mill flute breakage via the feed-motor current signals, which implements Hilbert–Huang transform (HHT) analysis and a smoothed nonlinear energy operator (SNEO) to extract the crucial characteristics from the measured signals to indicate tool breakage. Experiments on a CNC Vertical Machining Centre are presented to show the algorithm performance. The results show that this method is feasible and can accurately and efficiently monitor the conditions of the end mill under varying cutting conditions.     

面向制造的产品特征模型及其应用研究

特征技术是制造系统各环节信息集成的关键。本文通过分析特征在产品不同制造过程中的作用及其内在联系，定义并建立了产品持征的形式化模型，全局产品特征模型，及映射模型，实现了特征在产品的设计，工艺与加工域之间的映射与信息集成，在此基础上，以应用实例说明了特征技术在CAPP及CAM自动规划与设计中的应用。     

基于步进传动标记机系统的设计

论述了标记系统组成原理，简要地介绍了计算机与系统之间接口模块及步进电机驱动器的设计。最后，给出了本系统采用的逐点比较法直线插补器的实现方法。     

基于FastICA去噪和改进HHT的转子不平衡故障特征提取方法研究

针对转子不平衡振动信号非平稳性并伴随较强环境噪声的特点，提出一种基于快速独立分量分析（FastICA）和改进希尔伯特-黄变换相结合的故障特征提取方法。该方法采用FastICA法去除环境噪声等因素对于故障特征提取精度的影响，再利用自适应白噪声总体平均模态分解方法将故障信号分解为一系列固有模态函数（IMF），并采用基于相似性评估的虚假IMF选择算法将与故障信息无关的虚假IMF分量剔除，从而保证故障信息提取的准确性和有效性。通过仿真分析证明了所提方法的有效性，并且实际试验表明：该方法可有效提取转子不平衡信号的故障特征，为该类故障的诊断提供了一种切实可行的方法。     

轴类零件特征建模CAD系统设计与开发

在研究特征建模技术的基础上，结合轴类零件的特征，用一种实用的特征分类方法和信息表达方法开发了一个特征造型系统，该系统界面友好，设计方便、高效。阐述了特征的定义及其分类，建立了基于特征的轴类零件信息模型，介绍了该特征造型系统的基本组成模块，为实现CAD／CAPP／CAM真正有效的集成和进一步开发并行工程打下了一定的基础。     

TC4线性摩擦焊接头的力学性能及组织变化特点

用自制的XMH-160型线性摩擦焊机进行了TC4线性摩擦焊试验研究.利用前期试验优化的工艺参数进行焊接,获得了100%焊合率的焊接接头.对焊后试件进行了拉伸性能试验,拉伸试件均断在远离焊缝的母材区,表明接头的力学性能指标超过了母材.对接头解剖后进行了组织分析和显微硬度测试,发现焊缝中部宽约60μm,边缘宽约110μm,焊缝两边的金属流线组织呈对称分布;焊缝中心区为α β超细晶组织,近缝区为不同程度的α β变形组织,但晶粒未明显长大;焊缝的显微硬度明显高于母材.接头组织的上述变化特点是拉伸力学性能和显微硬度均高于母材的主要原因.     

自由形特征复用曲面的设计与研究

在产品设计开发过程中,特征复用技术呈现出逐步增长的趋势.本文针对传统CAD系统中的参数化(如:B-Spline、 NURBS)曲线和曲面设计和修改困难、耗时且繁琐等问题,基于小波技术对自由形特征复用几何建模进行了研究.通过小波技术的时域与频域变换特性,实现了自由形特征信号的分解和合成复用.自由形特征作为基本几何基元的高层抽象避免了设计时对底层基元的操作,从而极大地加速了产品的设计开发效率.     

活塞车直线伺服刀架系统对于幅值变化的周期性扰动抑制的研究

在中凸变椭圆活塞车削的过程中,系统的扰动抑制是一个关键问题.文章针对直线伺服刀架系统对变化负载的扰动抑制进行了分析,指出切削力的干扰是按变椭圆规律周期变化的,对重复控制器在周期参考输入信号的情况下,分别对幅值不变和幅值变化的周期性负载扰动抑制的效果进行了研究,指出重复控制器对于幅值变化的周期性扰动信号没有对于幅值不变的周期性扰动信号抑制的效果好.为解决此问题提出了一种PID反馈补偿控制策略,仿真结果表明该控制方法可以达到较好的控制效果,增加了系统的抗扰性,为提高中凸变椭圆活塞加工精度提供了一条途径.     

XY平台直线伺服系统的IP变增益交叉耦合控制

XY平台直线伺服系统中,负载扰动、机械时间延迟及各轴响应速度不同会影响轮廓加工精度,为此提出了一种将积分-比例(I-P)控制、速度前馈控制及变增益交叉耦合控制相结合的控制策略。单轴采用由IP控制和前馈控制构成的复合速度控制器,IP控制具有快速响应和抑制扰动的能力,速度前馈控制可增加系统跟踪能力,降低机械时间延迟效应。间接减小轮廓误差。并且,在X、Y轴间加入变增益交叉耦合控制器,直接减小轮廓误差。仿真结果表明该控制方案可增强系统的鲁棒性,提高系统的快速性和轮廓加工精度。     

基于事例与精铸特征的涡轮叶片模具型腔体设计

模具型腔体设计是涡轮叶片精铸模设计的前提,它直接影响精铸模的设计效率,是一项典型的强经验、弱理论的工作.为叶片递增模型建立特征库、事例库,将专家经验知识化、规则实例化,实现基于事例推理与基于特征推理技术相结合进行叶片模型转换,同时考虑收缩放型,生成型腔体模型,使得模具型腔体设计更加合理,从而提高精铸模的经济性和时效性.