[發明專利]一種銑削刀具磨損狀態特征提取多目標優化方法有效

申請號：	201811057698.5	申請日：	2018-09-11
公開（公告）號：	CN109318055B	公開（公告）日：	2021-03-30
發明（設計）人：	周余慶;雷芝;向家偉;孫維方;鐘永騰	申請（專利權）人：	溫州大學蒼南研究院
主分類號：	B23Q17/09	分類號：	B23Q17/09
代理公司：	溫州名創知識產權代理有限公司 33258	代理人：	陳加利
地址：	325000 浙江省溫州市蒼南縣***	國省代碼：	浙江;33
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種銑削刀具磨損狀態特征提取多目標優化方法
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【說明書】：

本發明公開了一種銑削刀具磨損狀態特征提取多目標優化方法，包括以下步驟：通過多種傳感器通道采集多個物理場信號；計算每個傳感通道信號的若干時域和頻域統計特征參數、以及小波能量，構成特征參數候選集；以刀具狀態預測精度和特征參數數量為優化目標，構造多目標優化模型；采用智能優化算法對優化模型進行全局尋優；將優化模型最優解所對應的傳感特征參數集作為刀具狀態監測所需的特征參數。本發明具有以下優點和效果：本發明從預測精度出發，以預測精度和特征參數個數為優化目標，考察各特征參數組合對應的刀具磨損量預測精度，避免了相關性強但預測精度低的現象。

技術領域

本發明涉及制造過程監測領域，特別涉及一種銑削刀具磨損狀態特征提取多目標優化方法。

背景技術

隨著市場競爭的日益激烈，制造型企業對生產過程的自動化需求不斷增加，數控銑床的自動化是大多數制造過程自動化的重要組成部分。銑削刀具作為數控銑床最易損傷的部件，對其進行及時有效的狀態監測與故障識別至關重要。

近年來，基于多傳感特征融合的間接式銑削刀具狀態監測(TCM)方法受到了國內外學者的廣泛關注。基于多傳感特征融合的TCM方法是通過多個物理場傳感器獲取切削加工過程的相關信號，借助信號處理和統計分析技術對刀具狀態進行估計，以達到實時監測刀具運行狀態的目的。目前，學者們開展了大量TCM研究，已提出了諸多比較有效的TCM的方法，這為高精度、高可靠性的TCM提供了一定的技術基礎。然而，目前的大多數相關研究存在如下兩個主要問題：

(1)多傳感信號的組合分析固然可以提高TCM識別精度，但傳感器并非越多越好，冗余信號過多反而會影響TCM的識別精度，亦會導致監測成本和維護成本的增加；

(2)目前眾多研究所采用的特征選取算法，均是基于與刀具狀態的線性/非線性相關度來考察。然而，相關性強的特征參數并不一定能獲得良好的監測性能。

發明內容

本發明針對上述現有技術的不足，提供了一種銑削刀具狀態特征提取多目標優化方法。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種銑削刀具磨損狀態特征提取多目標優化方法，包括以下步驟：

S1、通過多種傳感器通道采集多個物理場信號；

S2、計算每個傳感通道信號的若干時域和頻域統計特征參數、以及小波能量，構成特征參數候選集；

S3、以刀具狀態預測精度和特征參數數量為優化目標，構造多目標優化模型；

S4、采用智能優化算法對優化模型進行全局尋優；

S5、將優化模型最優解所對應的傳感特征參數集作為刀具狀態監測所需的特征參數。

進一步設置是所述的步驟S1具體包括：

周期性采集刀具運行狀態下的S個物理場傳感通道的時域信號以及對應的刀具磨損量，共分別采集T次，組成訓練樣本集。