[發明專利]一種用于數控銑床的矩形平面加工深度識別方法

有效

• 申請號: 201710717879.5
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN109426216B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 于東;侯勁松;郭安;雷春;胡毅;李浩;畢筱雪;劉勁松
• 申請（專利權）人: 沈陽高精數控智能技術股份有限公司;北京新立機械有限責任公司
• 主分類號: G05B19/408
• 分類號: G05B19/408
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種用于數控銑床的矩形平面加工深度識別方法，其特征在于包括以下步驟：

離線訓練階段：設定需要識別的矩形加工平面深度參數；在加工情景下，對于量程中每一個刻度指派A個加工任務，用傳感器記錄加工過程中的加速度序列，對每個加工任務采集到的加速度序列經過數據預處理、特征提取形成任務向量后，將所有任務向量模糊聚類后形成知識庫；

在線匹配階段：對于區分加工深度的矩形平面加工過程，在加工情景下，用加速度傳感器記錄加工過程中的加速度序列，經數據預處理、特征提取后得到的特征向量與知識庫比對，得出加工深度；

所述矩形加工平面深度參數包括最大值、最小值和分度值；

所述加工情景指銑削過程中，沒有更換刀具、工件的操作，主軸轉速恒定，銑削平面為深度均一的矩形平面；

所述數據預處理具體指對一個加工任務的加速度序列采用32階自適應數字濾波器處理，對濾波過后的時域特征分段，包括以下步驟：

經32階自適應數字濾波器濾波后的離散加速度時間序列a(k)的長度為N，則其總能量平均能量f為不大于的最大整數，從起始時間開始，時間序列a(k)被分為k個子序列，每個子序列包含的序列點數為f；集合G表示處于峰值區間的加速度序列片段下標，初始時為空；子序列平均能量為e，始時e置0，算法如下：

a.求取序列總能量E和平均能量e；

b.分別遍歷這k個子序列，對每個子序列求取平均能量e，當e＞m·E時，將遍歷到的子序列下標加入集合G中；

記錄下集合G中序列下標的最大值Max與最小值Min，最大值與最小值的差記為p；剔除序列a(k)中小于最小值Min且相差d·p以上的元素，或大于最大值Max且相差d·p以上的元素；對序列a(k)重新排序并按照升序指定下標，下標從整數0開始，間隔為1；新序列記為a'(k)；其中k與m、d均為設定值。

2.根據權利要求1所述的一種用于數控銑床的矩形平面加工深度識別方法，其特征在于所述傳感器為輸出頻率3200Hz、量程-4g到4g的加速度傳感器。

3.根據權利要求1所述的一種用于數控銑床的矩形平面加工深度識別方法，其特征在于所述加速度傳感器為輸出頻率大于3200Hz、量程為-4g到4g的無線加速度傳感器。

4.根據權利要求1所述的一種用于數控銑床的矩形平面加工深度識別方法，其特征在于所述特征提取具體指將新序列a'(k)進行三層小波包分解，選用db3母函數，得到8個子頻帶小波包重構信號：

(X₀,X₁,X₂,X₃,X₄,X₅,X₆,X₇)

重構系數對應的重構信號為：

(S₀,S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆,S₇)

設重構信號S_i,i＝0,1,...,7對應的頻段能量分別為E_i,i＝0,1,...,7，則有：

式中x_iz,i＝0,1,...,7表示對應重構信號S_i,i＝0,1,...,7離散點幅值，N_i為x_i對應數據長度；頻帶總能量可表示為：

最終獲得某加工任務歸一化后的特征向量：

[E₀/E_f,E₁/E_f...E₇/E_f]

對于每個加工任務的特征向量，標定其對應的原始序列a'(k)對應的刻度。