[發(fā)明專利]基于條件隨機場模型的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2012-05-09
• 公開（公告）號: CN102689230A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國鋒;郭志偉;馮曉亮
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B23Q17/09
• 分類號: B23Q17/09
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種基于條件隨機場模型的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，在刀具進行多次切削過程中，對刀具進行磨損監(jiān)測，包括以下步驟：

步驟一、對采集到的切削過程的聲發(fā)射信號進行預(yù)處理：首先，去掉刀具剛切入和切出部分的聲發(fā)射信號，截取切削平穩(wěn)階段的聲發(fā)射信號，然后，對聲發(fā)射信號進行濾波和小波分解，選取60KHz到200KHz頻段的信號進行特征提取；

步驟二、從聲發(fā)射信號中提取特征向量，包括提取聲發(fā)射信號的最大值、偏度、峭度、均方根、熵、方差和峰峰值，從而得到條件隨機場模型的訓(xùn)練樣本和測試樣本；

步驟三、分析聲發(fā)射信號的特征與刀具磨損狀態(tài)的關(guān)系，建立刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測的條件隨機場模型：

首先，初始化條件隨機場模型參數(shù)，該條件隨機場模型使用線性鏈式結(jié)構(gòu)，設(shè)置模型參數(shù)，主要是特征權(quán)重參數(shù)λ的設(shè)置，將特征權(quán)重參數(shù)λ的初值為零，特征權(quán)重參數(shù)λ的維數(shù)取決于訓(xùn)練樣本個數(shù)和狀態(tài)數(shù)；

然后，設(shè)置模型訓(xùn)練的收斂精度ε，將訓(xùn)練樣本輸入初始化后的條件隨機場模型進行迭代運算，采用擬牛頓算法計算參數(shù)，當(dāng)梯度小于等于收斂精度ε時，停止迭代；

最終，采用最大似然估計求解法，確定訓(xùn)練后的條件隨機場特征權(quán)重參數(shù)λ，從而建立刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測的條件隨機場模型；

步驟四、將由步驟二得到的測試樣本輸入到由步驟三建立的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測的條件隨機場模型中進行概率計算，得到該測試樣本對應(yīng)的標記序列，從而進行刀具磨損狀態(tài)的識別，并由刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測的條件隨機場模型輸出測試樣本所對應(yīng)的刀具磨損狀態(tài)的類型，刀具磨損狀態(tài)的類型包括有：

1)新刀，磨損量為0；

2)初期磨損，磨損量為0.05～0.1mm；

3)正常磨損，磨損量為0.1～0.5mm；

4)劇烈磨損，磨損量大于0.5mm。

2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的基于條件隨機場模型的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測方法，其特征在于，步驟三中，在給定觀測序列的條件下，運用條件隨機場模型建立一個觀測序列和標記序列的聯(lián)合概率模型，以提取的聲發(fā)射信號的特征向量作為觀測序列，不同的磨損狀態(tài)作為標記序列，利用得到的聲發(fā)射信號的特征向量對條件隨機場模型進行參數(shù)訓(xùn)練，得到條件隨機場模型各個參數(shù)的值，從而建立對應(yīng)不同磨損狀態(tài)的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測的條件隨機場模型。