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    基于分形理論和神經網絡的刀具磨損在線監測.pdf 61頁

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    • 上傳作者 hp20083(上傳創作收益人)
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    華南理工大學 學位論文原創性聲明 本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研 究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外,本論文 不包含任何其他個人或集體已經發表或撰寫的成果作品。對本文的研 究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中以明確方式標明。本人完 全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名:蓉j}眾 日期:lwv3年 了月為日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定, 同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版, 允許論文被查閱和借閱.本人授權華南理工大學可以將本學位論文的 全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃 描等復制手段保存和匯編本學位論文。 保密口,在一一年解密后適用本授權書。 本學位論文屬于 不保密d (請在以上相應方框內打 “7"> 作者簽名:AT)k" 日期:-w9}年6月1210日 導師簽名:湘h 日期:)昨馬年 ‘月護 日 第一章 緒論 第一章緒論 1.1本課題的研究意義及目的 隨著機械工業朝著生產的自動化、柔性化和集成化方向發展,生產 效率和加工質量得到了極大提高,獲得了良好的經濟效益,同時也使得 人們直接參與加工監測與控制的作用大大降低。因此,為了保證生產正 常進行,必須增加監測裝置實時監測加工系統的狀態,而刀具狀態的監 測是其中重要的一環。 金屬切削過程中不可避免的會出現刀具磨損現象,這給 自動化加工 帶來了諸多不良影響,例如因刀具的磨損而造成機床振動、工件表面質 量和尺寸精度下降,嚴重時還會造成刀具破損、工件報廢、停機等故障, 極大地降低了生產效率,并帶來巨大的經濟損失。據統計 ,加工中心的 故障停機時間中平均 6.8%以上源于刀具失效川。在生產自動化程度不高 時,刀具的狀態可以由生產現場的工人負責監視,并在褚要的時候進行 更換,而在 自動化加工中,如何在刀具磨損t超出允許范圍時,自動更 換刀具成為要解決的主要問題. 大多 自動化設備根據過去的刀具磨損記錄估計應當更換刀具的時 間,這種方法存在著兩方面的問題。首先,它并沒有考慮到刀具崩刃等 突發情況的出現,因而可能在刀具崩刃后繼續進行加工,使加工出的產 品在表面質量和精度等方面都達不到要求,帶來工件材料的極大浪費。 另一方面,有時又由于對刀具壽命估計過于保守,而在刀具還沒有得到 充分利用時就進行更換,增大了刀具更換頻率,而使成本提高。 由此可見,開發出能實時在線監測刀具磨損狀態的系統對于自動化 生產有著重要意義,它將帶來巨大的經濟效益,同時實現真正意義上的 生產 自動化。國內外眾多研究者致力干這方面的研究,他們通過大量的 實驗和理論分析研究刀具使用壽命,建立了一些用來描述刀具磨損與切 削參數、刀具材料、工件材料等參數之間的關系的模型,并在此基礎上 開發出刀具磨損在線監測系統。但是,盡管更多的探測刀具磨損的方法 不斷被開發出來,卻沒有任何一種能在生產中廣泛應用}z}。因此如何實 現刀具工況在線監測,仍然是實現高效低耗和加工過程 自動化的一個關 鍵的研究方向,具有重要意義。 華南理工大學工學碩士學位論文 1.2刀具磨損監測技術國內外研究現狀 刀具狀態監測方法可以分為兩類:直接監測法和間接監測法。直接 監測法就是直接檢測刀具磨損面的數值大小。例如采用接觸式探頭、工 業攝像機、放射傳感器等設備直接監測刀具的磨損量。直接監測法雖然 有較高的測量精度,但用于在線的實時監測有一定的困難,并且花費昂 貴,監測設備的安裝也存在一定的限制,因而難以普及推廣。間接監測 法是通過監測與刀具磨損狀態相關的物理信號來估計刀具的磨損狀態。 當刀具磨損時,會引起如切削力、功率、振動 以及零件的表面粗糙度等 物理量的變化,因而可以通過監測這些物理量并找出它們與刀具磨損狀 態的對應關系從而間接的探知刀具的狀態.由于刀具磨損過程非常的復 雜,間接監測法和直接監測法相 比效果并不是太理想,可靠性不夠高, 然而它

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