基于Gabor-GLCM工件表面纹理特征的刀具状态视诊

在铣削加工过程中,为实现在线不停机刀具磨破损的快速检测与预报,提出了一种基于Gabor-GLCM工件表面纹理特征的刀具状态视诊方法。首先采用Gabor滤波器虚部与工件纹理图像卷积并提取Gabor特征;然后在卷积图像上采用GLCM提取二阶统计特征,将提取的特征向量串联,旋转规范化后得到刻画工件纹理的特征集;最后将旋转规范化特征集输入SVM训练分类模型,在实验采集的铣削工件表面纹理图像库中进行了测试。实验结果表明:该方法用时短,分类正确率高达98.667%,提高了刀具磨损状态监测的正确率和实时性。     

基于加工表面纹理连通区域的刀具磨损状态研究

在车削加工过程中,随着刀具磨损量的增加,表现为工件表面的纹理结构发生变化,依据工件纹理的变化能够间接判断刀具的磨损程度.具体处理方法为:选取阈值作图像分割,对二值图像作区域标记,区域标记的最大值称作连通区域数,将二值图像的连通区域数作为刀具磨损的特征量.实验结果表明,随着刀具磨损量的增加,图像的连通区域数随之增加,它为刀具磨损在线检测提供了一种有效的手段.     

车削加工过程在线显微监测系统设计与实现

刀具磨损在线监测是先进制造技术中的重要课题.根据车刀磨损与工件表面纹理内在关系,研究和设计了显微监测系统.该系统主要由空气喷嘴、光源、显微镜调焦系统、CCD显微摄像头和微机系统等组成.为了快速地实现自动调焦,提出了一种新的调焦设计方式:粗调焦距和细调焦距相结合.同时,实现了基于USB外设和PC机的显微图像采集系统的通讯,控制系统对所采集的图像进行纹理分析,进而决定加工系统是否需要更换刀具,因此系统实现了刀具磨损的准在线无损监测.     

基于分数布朗运动的工件表面图像分析及其在刀具状态检测中的应用

介绍了刀具磨损状态的检测方法和分数布朗运动(FBM)的基本理论。应用分数布朗运动场模型对切削工件的表面图像进行纹理分析,提取纹理特征后,根据分形维数D和图像上对数功率谱的拟合曲线的平均斜率k来判断刀具的磨损状态。与实验得到的结果相比较,该方法的结果令人满意。     

基于S变换时频图纹理特征的刀具磨损状态识别

针对刀具磨损状态监测问题,将图像纹理特征提取技术引入到刀具磨损故障诊断中,提出一种基于S变换时频图纹理特征的刀具磨损状态识别方法。首先采用S变换对刀具切削过程中采集的声发射信号进行时频分析,将时频图像转换为等高线灰度图,通过灰度共生矩阵算法提取图像纹理特征;然后采用散布矩阵算法对提取的特征向量进行敏感度分析,构建敏感特征向量;最后采用敏感特征向量训练离散隐马尔科夫模型,建立分类器,从而实现刀具磨损状态的识别。实验结果表明:该方法可以有效地识别刀具磨损状态,识别率为96.67%。     

人工神经网络在刀具磨损检测中的应用

本文介绍了刀具磨损检测的方法。并利用神经网络对切削噪声和工件纹理这两方面的特征进行了有效的信息融合,以实例验证了其有效性。     

薄壁筒车削颤振稳定性预测

切削颤振是制约薄壁筒工件加工质量和效率的主要因素之一。采用半离散法对含有时滞项的动力学方程进行稳定性预测分析,结合薄壁筒工件切削振动试验,研究刀具、工件动力学参数匹配关系变化对切削加工稳定性的影响。通过仿真分析得出:随着刀具刚度或固有频率的提升,切削系统稳定性呈上升趋势,但过度提升刀具刚度并不会有效提升切削稳定性;在刀具与工件固有频率接近处,切削系统的稳定性较差;适当调整刀具动态特性参数有利于提高柔性工件切削加工的稳定性;切削过程中,时变的切削位置和工件尺寸会引起切削系统动态特性的变化。根据时变稳定性预测图,从稳定性分析角度解释了一次走刀切削试验中薄壁筒工件表面出现不同加工形貌的原因。     

基于计算机图像处理的冲压床保护技术研究

本文用图像处理方法对冲压床保护技术进行了比较深入的研究。从两种角度对其进行了分析：对未带手套的手与工件的识别,采用了HSI颜色系统并利用了模糊技术进行处理;对带手套的手与工件的识别,利用了图像纹理形成的灰度共生矩阵并提取其特征参数来进行识别。实验结果表明：该方法能有效地区分手和工件,达到了预期目标,结果是可以接受的,为下一步进行有效的控制提供了依据。     

刀具几何参数对金属钛纳米切削影响的分子动力学研究

基于分子动力学的基本原理,构建了钛的纳米切削分子动力学仿真模型。工件原子间采用嵌入原子势EAM（Embedded atom method）,工件原子与刀具原子间采用Morse势函数,研究了在不同刃口半径和刀具前角条件下,钛纳米切削过程中工件形态、系统势能、切削力以及工件温度等的变化规律。结果表明：随着刀具刃口半径增大,加工表面粗糙度增加,切削力和工件温度降低,切屑变薄;当刀具前角由负值增加到正值,钛工件承受的压应力逐渐变为剪应力,正前角刀具更有利于切削,同时在不同的刀具前角下,切向力和法向力的大小也有显著变化。     

机床-刀具-工件系统相对激振方法研究

立式铣床的振动模态,尤其是机床-刀具-工件系统的动态特性直接影响工件质量和加工稳定性。当前,主要通过分析激励刀具和工作台的方法获取刀具和工件系统的频响函数,并通过叠加法计算机床-刀具-工件系统的相对频响函数。该方法能够得到足够精度的幅值谱,但难于实现高精度的相位差。为解决这一问题,提出了一种相对激振方法,该方法可以直接得到高精度的机床-刀具-工件系统的相对频响函数,并对机床-刀具-工件系统的动态特性进行分析。结果表明:机床刀尖频响函数与对应的机床相对动柔度在整体上是一致的;在直接和交叉频响函数G_(xx)和G_(yx)的高频阶段,以及直接与交叉频响函数G_(xy)和G_(yy)的低频阶段差别较大。     

FMS刀具分配与调度策略研究

要实现ＦＭＳ内刀具的合理流动，必须有一套功能完善的ＦＭＳ刀具管理软件。在ＦＭＳ刀具管理系统中，刀具分配与调度策略的优劣直接影响刀具流动的效率。本文探讨了ＦＭＳ刀具分配与调度策略的有关问题，提出了“虚拟刀具库”的刀具分配策略；探讨了机器人的服务策略、刀具争用策略、刀具选择策略、刀具存贮策略等刀具调度策略，并对各种策略的特点进行了评价。这些刀具分配与调度策略已应用于实际的ＦＭＳ刀具管理系统中。     

自动换刀系统在数控加工中心中的应用及故障实例

文章分别从刀库的旋转驱动，选刀装置，机械手，系统确认等各自的功能情况来说明自动换刀系统的工作过程，并举实例解析自动换刀系统的故障。     

面向数字化生产线的刀具管理系统的开发

刀具管理是数字化生产线生产管理系统的重要组成部分,目前已有的刀具管理系统无法跟踪刀具在整个使用过程中的实时状态和信息,本文结合数字化生产线的应用需求研究开发了刀具信息管理系统,采用激光光刻技术在每把刀具刀柄上标刻代表刀具唯一身份的二维条码,通过与生产线上部署的条码识读设备、数控机床刀库、DNC系统的集成实现对刀具任意时刻位置、状态及使用信息的动态监控,为生产管理人员反馈更全面、准确的刀具信息,帮助做出正确决策。     

Plate insertion as a means to improve the damping capacity of a cutting tool system

Effective chatter prevention during cutting operations is achieved by increasing the damping capacity of a cutting tool system. It is well known that damping capacity is generated through (i) micro-slip at the interface between the tool shank and tool post, (ii) slip at the grain boundary within a vibrating body (that is, internal friction), and (iii) friction between the surface of the vibrating body and the surrounding air. Among these three causes of damping capacity, micro-slip at the interface between the tool shank and tool post is the greatest factor affecting the damping capacity of the cutting tool system. In the research investigation, it is shown that the damping capacity of a cutting tool system is improved by friction acting between the inner wall of a rectangular hole made at the overhanging shank of the cutting tool system and the surface of a plate inserted into this rectangular hole. The damping capacity improvement proposed in this paper is realized by a mechanism similar to the inner friction mechanism.     

Grinding Wheel Management through Neuro-Fuzzy Forecasting of Dressing Cycle Time

A multiple supplier tool management system based on reliable tool delivery forecasting is developed for optimum tool inventory sizing. The system is built up on the basis of historical data on tool management comprising the series of tool shipment and delivery dates between one manufacturing company and several external tool manufacturers in a supply network. If historical data are highly variable due to the incidence of uncertain but not random factors, classical time series analysis cannot measure the Imprecision deriving from events that are neither stochastic nor casual. An alternative is given by the analysis through intelligent computing techniques capable to deal with deterministic events but also take into account unpredictable factors for better results in prediction and forecast. A neuro-fuzzy system is used in this paper to approach optimum tool inventory sizing of CBN grinding wheels for nickel base alloy turbine blade fabrication.     

气囊式抛光机数控系统的研究与开发

气囊式抛光是一种新颖的非球面抛光工艺,是一种前沿的制造技术.本文通过对气囊抛光进动原理和抛光试验机床结构的分析,并根据气囊抛光的工作机理和控制参数,提出采用以PC嵌入CNC控制卡方式的气囊抛光数控体系结构.其硬件系统以PC与PMAC控制器为核心,能够控制6个运动轴;数控系统的软件系统建立在Windows通用操作系统平台上,具有很强的开放性、可操作性以及功能扩展性.该数控系统已应用在气囊抛光试验样机上.     

数控车床智能刀架控制器

本控制器利用单片机的特性,在刀架与CNC(数控系统)之间架起一座桥梁。对刀架电流进行采集、转换,使刀架能反转夹紧,安全可靠,并带有检测相序、手动/自动切换、显示、报警等功能,且适合不同CNC系统,操作简单,稳定可靠。     

数控切削过程中的刀具破损在线监控

提出了一种数控加工过程中的刀具破损在线监控系统，并详细介绍了加工过程中用电机电流信号监测刀具破损的原理以及具体的实验方案。探讨了中断型宏指令功能在刀具破损在线监控系统中的应用。经实践证明，利用该监控系统和中断型宏指令，能够实时的识别加工过程刀具的破损，并能及时报警、自动换刀等.机床的故障停机时间大大地减少，利用率得到了很大地提高。     

超声曲面研磨研具的声学系统振动特性与试验研究

本文对超声曲面研磨研具的声学系统进行了研究，通过建立力学模型分析了曲面研具的振动机理，并对A1：01工程陶瓷进行了超声振动研磨的试验研究。得出如下结论：(1)所设计的曲面振动研具本身的固有频率f=22．078kHz。(2)将振动研磨声学系统中的变幅杆和曲面研具等效为两弱耦合振子，当不考虑阻尼时，研具局部共振，变幅杆与研具联接处为一位移节点。(3)在空载加超声的试验条件下，研具的振动频率为21．3125kHz时，比较接近其固有频率为20．078kHz，此时研具局部共振，振幅最大。     

数控机床参考点回归的方式及常见故障

数控机床的参考点,是相对于机床零点设置的一个固定位置,是联系机床坐标系和工件坐标系的关系点,机床每次起动后,首先要使机床回归参考点,然后再对零件进行加工.目前,数控机床完成回归参考点运动的检测元件通常为增量式脉冲编码器,即通过检测转角来确定机床工作台移动的距离.数控机床能否准确回归参考点,将影响机床的加工精度,本文对当前数控机床常见的参考点回归方式进行了阐述和归纳,并结合实例对机床回参考点过程中出现的故障进行了分析.