[發明專利]滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法

有效

• 申請號: 202010194479.2
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111360578B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發明（設計）人: 周長光;張向東;馮虎田
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B23Q11/12
• 分類號: B23Q11/12
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐;馬魯晉

本發明公開了一種滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法，包括以下步驟：采集滾珠絲杠副在不同潤滑狀態下的振動信號；對振動信號進行小波包變換，并與時域和頻域特征值相結合構建特征集；利用Relief?F對特征集進行初次優化，篩選出對潤滑狀態識別權重值大的特征向量構建新的特征集；然后將初次優化后的特征集輸入至支持向量機，并通過優化算法對SVM進行訓練優化；設置識別準確度進行二次優化，找出潤滑狀態識別的最佳特征組合，從而對滾珠絲杠副的潤滑狀態進行判斷。本發明的滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法，可有效解決當前滾珠絲杠副潤滑狀態識別困難、效率低下、準確率低等問題。

技術領域

本發明屬于滾珠絲杠副潤滑狀態識別領域，特別涉及一種滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法。

背景技術

滾珠絲杠副是數控機床中的關鍵滾動功能部件，具有摩擦小、零間隙、傳動效率高等特點，廣泛應用于航空航天、船舶、汽車和數控機床等領域，它的性能直接影響著數控機床的加工精度。然而在實際加工過程中，由于保養不善、潤滑不良導致滾珠絲杠副滾珠與滾道之間的摩擦加劇，使得絲杠局部溫度驟然升高，影響數控機床的加工精度，進而影響產品的加工質量。因此，在數控機床的實際運行過程中，需要對滾珠絲杠副的潤滑狀態進行監測，了解滾珠絲杠副的潤滑狀況，一旦出現潤滑不良現象時，可及時對滾珠絲杠副的潤滑狀況進行改善，進而保證滾珠絲杠副的加工精度，延長使用壽命。

目前對滾珠絲杠副潤滑狀態監測和故障診斷方面的研究比較少，且多數研究方法比較單一，沒有考慮各種方法之間的組合優化，這也使得在實際的潤滑狀態識別過程中，對滾珠絲杠副潤滑狀態判斷不準確，一定程度上制約了滾珠絲杠副狀態監測方向的發展。因此急需一種更加完善的方法對滾珠絲杠副的潤滑狀態進行更加準確的判斷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法，解決當前滾珠絲杠副潤滑狀態識別困難、效率低下、準確率低等問題。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種滾珠絲杠副潤滑狀態識別方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1，采集滾珠絲杠副在不同潤滑狀態下的振動信號；

步驟2，提取振動信號特征，構建潤滑特征集；

步驟3，利用潤滑特征集訓練優化SVM；

步驟4，根據SVM識別準確度對所述潤滑特征集進行優化，獲取潤滑狀態識別的最佳特征組合，之后結合優化后的SVM完成對待識別滾珠絲杠副潤滑狀態的判斷。

進一步地，步驟2所述提取振動信號特征，構建潤滑特征集，具體過程包括：

步驟2-1，從振動信號中提取若干組振動數據；

步驟2-2，對每組振動數據進行小波包變換；

步驟2-3，求取每組振動數據的時域特征值；

步驟2-4，求取每組振動數據的頻域特征值；

步驟2-5，將上述過程獲得的每一種特征視為一個潤滑特征，并由上述過程獲得的所有結果構建潤滑特征集，該集合中的每個樣本為每組振動數據對應的一個潤滑特征值；

步驟2-6，對潤滑特征集進行優化，具體為：根據每一個潤滑特征對識別潤滑狀態所占的權重值，從所述潤滑特征集中篩選出權重值大于預設權重閾值的特征值，構建新的潤滑特征集。

進一步地，步驟2-2所述對每組振動數據進行小波包變換，具體過程包括：

(1)利用一個高通濾波器{g_k}_k∈Z和一個低通濾波器{h_k}_k∈Z對振動數據信號進行全頻帶分解，所用公式為：