[發明專利]基于滾道表面輪廓的滾珠絲杠副磨損狀態識別方法

在審

• 申請號: 202210969305.8
• 申請日: 2022-08-12
• 公開（公告）號: CN115205512A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 周長光;王立東;翟光鈺;馮虎田;歐屹
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06V10/20
• 分類號: G06V10/20;G06V10/44;G06V10/774;G06V10/34;G06V10/764;G06N3/12;G06N5/00;G06N20/10;G01B21/20
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱炳斐

1.一種基于滾道表面輪廓的滾珠絲杠副磨損狀態識別方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1，采集三個滾道位置處滾珠絲杠副絲杠滾道表面輪廓曲線，并對輪廓進行去除形狀以及高斯濾波處理；

步驟2，確定滾珠絲杠副磨損狀態，將其作為標簽；

步驟3，綜合統計分析、遞歸分析以及分形分析方法提取滾道表面輪廓的主要特征，包括粗糙度、最大峰谷高度、均方根、遞歸律、分形維數以及多重分形譜寬，構建帶標簽的混合特征集合；

步驟4，評估混合特征集合中每個特征的重要性，之后根據重要性對混合特征集中的特征進行降序排列，提取包含原始信息超過P％的前m個特征構建新的混合特征集合；

步驟5，建立基于遺傳算法優化的支持向量機模型，對所述新的混合特征集合進行歸一化處理并提取兩個滾道位置的混合特征集，之后導入建立的模型中進行訓練，根據遺傳算法選取最佳懲罰因子c和核函數參數g，完成模型的訓練；

步驟6，將另一個滾道位置的混合特征集導入訓練好的模型實現該滾道位置磨損狀態識別，并將其與真實狀態比較，獲取模型的準確性；

步驟7，針對待識別的滾珠絲杠副，執行步驟1、步驟3至步驟4，獲得其不帶標簽的混合特征集合，之后利用訓練好的模型識別滾珠絲杠副的磨損狀態。

2.根據權利要求1所述的基于滾道表面輪廓的滾珠絲杠副磨損狀態識別方法，其特征在于，步驟1具體包括：

選取勻速運行區域絲杠的三個滾道位置，對其進行刻痕標記處理；

將滾珠絲杠副置于磨損試驗臺，在滾珠絲杠副運轉前30萬轉時，每隔3萬轉停止試驗臺并拆下滾珠絲杠副，通過Taylor Hobson輪廓儀對其三個滾道位置進行表面輪廓曲線采集；在滾珠絲杠副運轉30萬轉后，每隔6萬轉停止試驗臺并拆下滾珠絲杠副進行一次表面輪廓曲線采集；

通過高斯濾波對表面輪廓曲線進行平滑處理，之后采取五次多項式方法對平滑處理后的曲線進行去除形狀操作，最終導出所需的滾道表面輪廓曲線。

3.根據權利要求1所述的基于滾道表面輪廓的滾珠絲杠副磨損狀態識別方法，其特征在于，步驟2具體為：

以滾珠絲杠副預緊力變化趨勢的轉折點為分界點，將滾珠絲杠副磨損狀態按序劃分為磨合磨損、穩定磨損和急劇磨損狀態；

依據當前滾珠絲杠副預緊力的變化趨勢確定其磨損狀態。