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摘要：颤振是金属切削历程中刀具与工件之间产生的一种十分强烈的相对振动，颤振已经成为影响工件表面质量、加工效率，导致刀具和机床损坏、噪音等的重要理由。但多年以来针对颤振监测的策略受制于多种因素，难以广泛运用于实际生产中。由此，探讨面向工程运用的颤振在线监测策略具有重要技术和工程作用。为了实现颤振监测技术的工程化运用，选择了易于获取的电机电流信号作为颤振监测信号，探讨了基于驱动电机电流信号的颤振监测策略，建立了立式车削试验系统，设计了不同车削条件下的切削试验，进行了一系列的试验探讨。探讨浅析了机床不同轴的驱动电机电流信号对切削情况的响应特性。其中，建立了主轴及伺服进给系统的数学模型，利用最小二乘法及试验辨识出了主轴和伺服进给系统的转动惯量等参数，同时根据等效计算原则计算出了主轴系统和伺服进给系统的相关参数，验证辨识结果。在辨识机床主轴系统及伺服进给系统机械参数的基础上，综合考虑不同机床的加工特点，浅析了主轴电机及伺服电机电流信号对颤振的敏感性，在浅析结果的基础上给出了面向颤振的电机电流信号选择对策。针对电流信号信噪比低和具有延迟性的特点，在时域、时频域内对驱动电机电流信号进行了微弱信息成分的特点提取。采取经验模态分解技术将驱动电机电流信号进行分解，浅析了电流信号中对颤振敏感成分并提取了多个时频域内的特点值，通过与刀具加速度信号的比较及特点敏感性浅析，获取了表征颤振敏感性高的特点值，以而建立了特点向量。为了准确识别颤振的发生，设计并训练了支持向量机，建立了基于支持向量机的颤振辨识模型。颤振识别系统经过训练后，结合了经验模态分解的信号特点提取能力和支持向量机方式识别能力，其对切削试验中的颤振识别能够达到95%以上的准确率。关键词：颤振论文电流信号论文在线监测论文经验模态分解论文支持向量机论文
摘要4-5
Abstract5-8
1 绪论8-14
1.1 课题概述8-9
1.2 国内外探讨概况9-13
1.3 本论文主要探讨内容及总体结构13-14
2 基于驱动电机电流信号的颤振监测原理及试验设计14-24
2.1 切削颤振形成机制及特点14-16
2.2 基于电流信号的颤振监测原理及策略16-18
2.3 车削颤振试验系统及试验设计18-23
2.4 本章小结23-24
3 驱动电机电流信号的响应特性浅析24-38
3.1 伺服进给系统与主轴系统的建模及参数辨识24-34
3.2 伺服电机与主轴电机电流的颤振敏感性比较浅析34-36
3.3 面向颤振监测的电机电流信号选择对策36-37
3.4 本章小结37-38
4 驱动电机电流信号浅析及颤振特点提取38-52
4.1 时频域特点提取策略38-42
4.2 时频域特点浅析42-49
4.3 信号特点对颤振敏感性浅析及特点选择49-51
4.4 本章小结51-52
5 基于驱动电机电流的颤振监测及实验验证52-67
5.1 支持向量机论述52-56
5.2 方式识别的 SVM 设计及训练56-61
5.3 车削颤振监测的验证61-66
5.4 本章小结66-67
6 全文总结及展望67-69
6.1 全文总结67-68
6.2 展望68-69
致谢69-70