分形盒维数抗噪研究及其在故障诊断中的应用

针对不同噪声强度的影响,分析了分形盒维数的抗噪能力.实验结果表明:在信噪比较大时,分形盒维数基本不受影响,能够反映信号的真实分形特征;当信噪比较小时,分形盒维数的值随着噪声的增强而变大,并且具有明显的线性关系.由于分形盒维数具有抗噪性,当滤波方法比较简单时,仍然可以在一定程度上体现信号的非线性特征.因此,分形盒维数具有一定的抗噪性,可以在机械故障诊断中得到更广泛的应用.     

铣床稳定性在线监测智能寻优控制方法

铣削稳定性智能寻优控制理论是确保高精、高效加工的在线监测关键技术之一.基于建立的刀具-工件铣削再生颤振多自由度动力学模型,考虑了多自由度耦合作用对稳定性的影响,据平均铣削力和2阶响应曲面的时变铣削力系数获取方法,研究了在线监测工艺参数时变作用下的稳定性预测理论.提出了以确保稳定铣削时最大材料去除率为寻优控制目标的"预报-控制-效果评估-再控制"在线监测、智能诊断和实时控制集成一体化策略,在TDNC-H8数控铣床上设计并实施了稳定性理论验证实验.结果表明,以该稳定性预测方法作为在线监测智能寻优的控制理论准确性高,确保了铣床高精、高效的稳定运行.     

面向STL模型的在机检测系统测点法矢计算

为提高在机检测系统的测头半径误差补偿精度,针对测头半径误差补偿的重要参数-测点的法矢方向提出了精确的估算方法。针对测点位于三角网格顶点的情况,提出一种以三角面片的顶角、质心距及周长作为权重因子的顶点法矢的估算方法。采用三种二次曲面的三角网格模型进行实验验证,结果表明,针对测点位于三角网格顶点情况的计算方法可有效地提高法矢计算精度。同时,针对采用截面线法规划测点时,测点普遍位于三角网格内部的情况,提出了计算测点的法矢方向,并通过两种不同网格密度的正弦曲面进行实例验证。结果表明,采用面向STL模型的在机检测系统测点法矢计算方法计算的测点法矢误差的平均值较其他方法分别减少了53.5%、61.7%,使测点法矢的计算精度明显提高,从而有效地提高了半径误差补偿的精度。     

五轴数控后置处理算法研究与球头铣刀刃磨轨迹优化设计

提出了五轴数控机床后置处理算法的通用公式,并以正交AC型双转台机床为例进行了具体分析。以球头铣刀后刀面的刃磨为具体加工实例,在验证后置处理算法的同时,提出了"假想砂轮"的处理方法,在机床具体运动结构的限制下初步优化了加工路径。针对AC型双转台机床的C轴在奇异区域内存在转角步距较大从而形成过大的非线性误差并因此造成工件过切和机床震颤等的情况,提出在奇异区域内对加工路径进行三次B样条拟合后再插补的平滑处理方法,进一步优化了加工路径。仿真结果和实际加工效果都验证了此方法的可行性。     

基于KD-DenseNet的旋转机械故障诊断模型

针对传统旋转机械故障诊断算法在复杂多变的工况下,缺乏良好的自适应与泛化性的问题。提出了基于DenseNet的卷积核dropout(KD)智能故障诊断模型KD-DenseNet。将各类故障状态的原始振动信号进行重叠分段预处理,并将预处理得到的数据作为KD-DenseNet的输入进行训练,使用训练得到的模型对不同工况下的振动信号进行自适应特征提取与分类,并将dropout应用于卷积核中以提高模型对振动信号的处理速度及抗干扰性,最终得到故障类型判定结果。KD-DenseNet的应用避免了梯度弥散现象,提高了有效特征的提取效率,解决了传统特征提取方法中无法有效挖掘特征、无法自适应于任务进行调整等问题。     

基于最大团的三维模型相似性匹配方法

鉴于现有三维模型的特征匹配方法存在一些不足,文章提出了一种新的基于最大团的三维模型匹配方法。首先读取标准化的STEP数据文件,然后转化为属性邻接图,在此基础上构造合并图,最后采用模拟退火算法求解并得出量化的评估结果。这种方式无需前期训练和分类,需要的计算量也较少。经过实验证明,该方法可以有效地进行三维零件模型的相似度匹配。     

基于工控机平台的可重构开放式计算机数控系统软件开发

对五轴数控系统的主要任务进行分析及模块划分,开发以运动控制器为下位机,工控机为上位机的嵌入式可重构开放数控系统。对该系统的硬件结构构成、软件结构设计及开发人机界面的关键技术进行阐述。实验证明,该系统完全能满足现代数控机床对开放式数控系统的要求。     

微分处理方法在漏磁检测信号分析中的应用研究

提出用微分方法处理含有趋势项和幅值相等的内外伤漏磁检测信号,对微分算法及其选取进行了深入探讨。试验结果表明,经过微分处理后,内外伤缺陷区别明显,内外伤信号的幅值与直接提取原始信号内外伤缺陷的幅值相比差别明显,分辨率大大提高。     

基于数控流水线技术的开放式数控系统

为使开放式数控系统的设计不依赖于特定的软硬件平台,提出了一种由数控主控流水线线程、驱动程序和数控微代码实时执行单元构成的数控流水线体系.该体系定义了开放的数控规范指令和数控微代码接口,保证模块的互换性,实现了流水线的可重构.数控流水线线程封装了从指令译码到生成数控微代码的主要控制功能,并采用标准编程接口和软件开发技术确保可移植性.数控微代码实时执行单元由可重构的开放式硬件进行实时控制,通过缓冲区隔离了流水线的实时和非实时部分.实验表明,数控流水线体系可适应各种通用的软硬件平台,为开放式数控系统的构建提供了一种实用方法.