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公开(公告)号：CN116423292A
公开(公告)日：2023-07-14
申请号：CN202310543843.5
申请日：2023-05-15
Applicant: 西安交通大学
IPC: B23Q17/12
Abstract: 本发明公布了一种综合能量比和幅值标准差的铣削颤振在线监测方法，首先通过三向振动加速度传感器获取铣削过程的主轴三向振动信号；其次利用本发明提出的颤振峰搜寻方法在信号频谱向量中找出周期峰和颤振峰对应的幅值，再将其代入计算公式中得到能量比；然后计算幅值标准差，将从三向振动信号各向中提取的能量比和幅值标准差进行特征层融合得到一个6维的监测指标集合；最后把指标集合输入到已训练好的监测模型中输出采样时间段的铣削加工状态监测结果。相比于传统的颤振监测方法，该方法可以同时满足早期监测、所提监测指标对加工工艺参数变化不敏感和实时监测三个要求，可以准确识别出主颤振频率的幅值和频率大小。
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公开(公告)号：CN114905336A
公开(公告)日：2022-08-16
申请号：CN202210736994.8
申请日：2022-06-27
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了基于切削力成分解耦的变工况刀具磨损监测方法及系统，根据刀位点文件离线计算刀具‑工件啮合区域TWE；离线计算刀具在零件各位置处所允许的切削力。采集数控机床主轴振动数据，根据获取的系统内部数据建立具有标记刀具名称信息的数据集；基于振动信号实时估计刀具的切削力；计算实际因刀具磨损而增加的切削力和在零件精度约束下最大允许的因刀具磨损而增加的理论切削力。将实测与理论磨损切削力实时作比较，若实际刀具磨损程度大于理论允许的刀具磨损程度则执行换刀，否则继续监测刀具状态直到刀具磨损失效。本发明可实现变负载下的刀具磨损监测，基于零件精度约束实时判定刀具是否磨损失效，可最大限度利用刀具使用寿命。
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公开(公告)号：CN114800040A
公开(公告)日：2022-07-29
申请号：CN202210454141.5
申请日：2022-04-27
Applicant: 西安交通大学
IPC: B23Q17/09
Abstract: 工艺‑状态数据关联的刀具磨损监测方法及系统。数控切削加工过程中经常需要多把刀具参与切削任务，机床执行换刀后传感器监测到的时间序列信号难以与对应刀具相匹配。提出通过同步采集机床工艺数据与状态数据并进行关联映射方法，解决海量时间维度机床状态信息与刀具名称等工艺信息割裂问题。基于主轴电流信号有效值将小波包敏感频带能量特征与经EMD分解后的基本模式分量时域特征作为反映刀具磨损演化的故障特征，将多个特征融合为单一监测指标来表征刀具磨损演化过程。在磨损失效阈值选择上，将零件加工精度要求与失效阈值相关联来精准制定。本发明基于工艺数据‑状态数据关联信息诊断刀具磨损演化程度，提高了通过监测特征在线评估刀具磨损程度的可靠性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114905336B
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202210736994.8
申请日：2022-06-27
Applicant: 西安交通大学
Abstract: 本发明公开了基于切削力成分解耦的变工况刀具磨损监测方法及系统，根据刀位点文件离线计算刀具‑工件啮合区域TWE；离线计算刀具在零件各位置处所允许的切削力。采集数控机床主轴振动数据，根据获取的系统内部数据建立具有标记刀具名称信息的数据集；基于振动信号实时估计刀具的切削力；计算实际因刀具磨损而增加的切削力和在零件精度约束下最大允许的因刀具磨损而增加的理论切削力。将实测与理论磨损切削力实时作比较，若实际刀具磨损程度大于理论允许的刀具磨损程度则执行换刀，否则继续监测刀具状态直到刀具磨损失效。本发明可实现变负载下的刀具磨损监测，基于零件精度约束实时判定刀具是否磨损失效，可最大限度利用刀具使用寿命。
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公开(公告)号：CN114102260B
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202111403696.9
申请日：2021-11-22
Applicant: 西安交通大学
IPC: B23Q17/09
Abstract: 本发明公开了机理‑数据融合驱动的变工况刀具磨损状态监测方法，属于机床状态监控领域。利用主轴加速度信号、主轴电机电流信号来重构切削力替代测力仪获取切削力，利用重构铣削力代替理论铣削力，将重构铣削力与工况信息作为模型输入到瞬时铣削力机理模型中，通过刀具名称、切削参数等低维数据将高维传感器数据进行裁剪、分割，实现变工况条件下刀具磨损状态的监测与剩余使用寿命预测，解决了现有刀具磨损状态监测系统只能适用于固定切削工况的问题。本发明充分发挥机理模型与数据驱动方法的优势监测铣刀的磨损退化状态，提出的刀具磨损状态监测能适应不同加工工况的要求，具有较强的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN114102260A
公开(公告)日：2022-03-01
申请号：CN202111403696.9
申请日：2021-11-22
Applicant: 西安交通大学
IPC: B23Q17/09
Abstract: 本发明公开了机理‑数据融合驱动的变工况刀具磨损状态监测方法，属于机床状态监控领域。利用主轴加速度信号、主轴电机电流信号来重构切削力替代测力仪获取切削力，利用重构铣削力代替理论铣削力，将重构铣削力与工况信息作为模型输入到瞬时铣削力机理模型中，通过刀具名称、切削参数等低维数据将高维传感器数据进行裁剪、分割，实现变工况条件下刀具磨损状态的监测与剩余使用寿命预测，解决了现有刀具磨损状态监测系统只能适用于固定切削工况的问题。本发明充分发挥机理模型与数据驱动方法的优势监测铣刀的磨损退化状态，提出的刀具磨损状态监测能适应不同加工工况的要求，具有较强的工程应用价值。
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公开(公告)号：CN114800040B
公开(公告)日：2023-07-25
申请号：CN202210454141.5
申请日：2022-04-27
Applicant: 西安交通大学
IPC: B23Q17/09
Abstract: 工艺‑状态数据关联的刀具磨损监测方法及系统。数控切削加工过程中经常需要多把刀具参与切削任务，机床执行换刀后传感器监测到的时间序列信号难以与对应刀具相匹配。提出通过同步采集机床工艺数据与状态数据并进行关联映射方法，解决海量时间维度机床状态信息与刀具名称等工艺信息割裂问题。基于主轴电流信号有效值将小波包敏感频带能量特征与经EMD分解后的基本模式分量时域特征作为反映刀具磨损演化的故障特征，将多个特征融合为单一监测指标来表征刀具磨损演化过程。在磨损失效阈值选择上，将零件加工精度要求与失效阈值相关联来精准制定。本发明基于工艺数据‑状态数据关联信息诊断刀具磨损演化程度，提高了通过监测特征在线评估刀具磨损程度的可靠性。
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公开(公告)号：CN115922442A
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202211669296.7
申请日：2022-12-24
Applicant: 西安交通大学
IPC: B23Q17/09
Abstract: 基于主轴振动信号的刀具磨破损实时监控方法及相关装置，包括：同步采集主轴振动及数控系统内部数据；在振动数据降噪基础上进行功率谱分析得到反映刀具磨损的功率谱频带能量指标和反映刀具破损的无量纲监测指标；对指标进行融合得到反映刀具状态的综合监测指标；提出了设定刀具磨损及破损阈值的有效方法；一旦综合监测指标超过失效阈值，通过材料去除率增量辅助判断刀具是否失效，进而在消除工况参数切换瞬间产生的误报警同时准确识别刀具状态。本发明仅通过单只外置三向加速度传感器及数控系统内部数据即可实现对刀具磨损与刀具破损的实时监测，提出面向单台机床与柔性生产线的工业可接受刀具状态监测系统，为工业应用提供了切实可行的解决方案。
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