[發(fā)明專利]一種加工零件表面振紋缺陷檢測方法

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• 申請日: 2020-11-20
• 公開（公告）號: CN112395809A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張小明;曹樂;丁漢;夏崢嶸;陶建民;楊擁萍;楊濱濤
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué);中國航發(fā)貴州黎陽航空動力有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06K9/62;G06F111/04;G06F119/14
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種加工零件表面振紋缺陷檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、測量零件當(dāng)前加工過程中刀具沿機(jī)床水平和垂直方向的加速度響應(yīng)信號，將加速度響應(yīng)信號中的刀通諧波分量濾除后，提取加速度響應(yīng)信號中反映加工失穩(wěn)強(qiáng)度的小波熵特征，記為振動特征；

S2、將所述振動特征輸入到預(yù)訓(xùn)練好的顫振檢測模型中，對當(dāng)前用于加工零件的弱剛性加工系統(tǒng)的顫振狀態(tài)進(jìn)行判斷；若為顫振狀態(tài)，則零件當(dāng)前加工表面存在振紋缺陷；

其中，顫振檢測模型為機(jī)器學(xué)習(xí)模型；每加工完一個零件，將該零件整個加工過程中所得到的各加工表面的振紋檢測結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計，得到該零件表面的振紋檢測結(jié)果，并將該零件表面的振紋檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)振紋質(zhì)檢結(jié)果進(jìn)行對比，得到振紋缺陷檢測精度，即顫振檢測模型的準(zhǔn)確度；若所述顫振檢測模型的準(zhǔn)確度小于預(yù)設(shè)精度閾值，則根據(jù)該零件的標(biāo)準(zhǔn)振紋質(zhì)檢結(jié)果，對該零件整個加工過程中的振動特征所對應(yīng)的加工系統(tǒng)的顫振狀態(tài)進(jìn)行標(biāo)注后，以該零件整個加工過程中的振動特征為輸入，對應(yīng)的標(biāo)注為輸出，增量訓(xùn)練所述顫振檢測模型，并對所述顫振檢測模型進(jìn)行更新。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加工零件表面振紋缺陷檢測方法，其特征在于，所述顫振檢測模型的訓(xùn)練方法包括：

S01、建立所述弱剛性加工系統(tǒng)的動力學(xué)方程，根據(jù)所述動力學(xué)方程得到加工系統(tǒng)中不同切削參數(shù)下刀具沿機(jī)床水平和垂直方向的加速度響應(yīng)信號后，從中提取不同切削參數(shù)下的振動特征，并分別標(biāo)注各振動特征所對應(yīng)的顫振狀態(tài)；

S02、以所述不同切削參數(shù)下的振動特征為輸入，對應(yīng)的標(biāo)注為輸出訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型，得到顫振檢測模型；

S03、采集在不同切削參數(shù)下實際加工過程中刀具沿機(jī)床水平和垂直方向的加速度響應(yīng)信號后，從中提取不同切削參數(shù)下振動特征的實際值，并分別標(biāo)注各振動特征的實際值所對應(yīng)的顫振狀態(tài)；

S04、以所述不同切削參數(shù)下振動特征的實際值為輸入，對應(yīng)的標(biāo)注為輸出，增量訓(xùn)練所述顫振檢測模型，并對所述顫振檢測模型進(jìn)行更新。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加工零件表面振紋缺陷檢測方法，其特征在于，所述步驟S01包括以下步驟：

S011、建立所述弱剛性加工系統(tǒng)的動力學(xué)方程，結(jié)合全齒銑削及模態(tài)試驗辨識所述動力學(xué)方程中的切削力系數(shù)及模態(tài)參數(shù)；

S012、基于所述切削力系數(shù)及模態(tài)參數(shù)，采用龍格-庫塔法求解所述動力學(xué)方程，獲得不同切削參數(shù)下刀具沿機(jī)床水平和垂直方向的加速度響應(yīng)信號，將各加速度響應(yīng)信號中的刀通諧波分量濾除后，提取各加速度響應(yīng)信號中反映加工失穩(wěn)強(qiáng)度的小波熵特征，即不同切削參數(shù)下的振動特征。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加工零件表面振紋缺陷檢測方法，其特征在于，采用陷波濾波方法將各加速度響應(yīng)信號中與表面振紋缺陷無關(guān)的刀通諧波分量濾除。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的加工零件表面振紋缺陷檢測方法，其特征在于，所述顫振檢測模型為核支持向量機(jī)模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加工零件表面振紋缺陷檢測方法，其特征在于，在訓(xùn)練過程中，采用SMO算法求解所述顫振檢測模型所對應(yīng)的用于區(qū)分是否為顫振狀態(tài)的最優(yōu)決策邊界。

7.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括存儲的計算機(jī)程序，其中，在所述計算機(jī)程序被處理器運(yùn)行時控制所述存儲介質(zhì)所在設(shè)備執(zhí)行權(quán)利要求1-6任意一項所述的加工零件表面振紋缺陷檢測方法。