基于声发射信号的带材剪切刀具磨损在线监测方法

作者：李令,阎秋生,李锴,等. 日期：2023-09-20/span> 浏览：1157 查看PDF文档

摘要:在铁基纳米晶合金带材剪切加工过程中,其刀具的状态对于保证加工质量至关重要。针对铁基纳米晶合金带材剪切加工过程中的刀具磨损状态监测问题,提出了一种基于声发射信号的剪切刀具磨损在线监测方法。首先,通过搭建声发射监测设备确定了相应的参数,采集原始声发射信号进行了预处理,得到了剪切加工阶段的信号，将其用于后续处理;然后,分析了剪切刀具磨损以及带材质量随剪切加工过程变化的关系,并根据剪切加工过程中获取的声发射信号,进行了时域、频域、时频域特征提取,分析了获得的特征与刀具磨损之间的关系,利用ReliefF和主成分分析(PCA)算法进行了特征选择与降维处理,得到了具有良好相关性的特征;最后,基于所选特征,构建了支持向量机(SVM)人工智能模型,用以识别剪切刀具的磨损阶段。研究结果表明:随着刀具磨损的加剧,带材质量下降,声发射信号特征值与刀具磨损存在对应关系;采用ReliefFPCASVM模型能够实现95.56%的分类准确率,能够有效地对剪切加工过程中的刀具磨损进行在线监测。

关键词:声发射监测设备;铁基纳米晶合金;特征选择与降维;主成分分析;支持向量机;ReliefF算法

中图分类号:TH117.1;TG71;TP391.4文献标识码:A文章编号:1001-4551(2023)07-1102-10

本文引用格式:

李令,阎秋生,李锴,等.基于声发射信号的带材剪切刀具磨损在线监测方法［J］.机电工程,2023,40(7):1102-1111.

LI Ling, YAN Qiu-sheng, LI Kai, et al. Tool wear online monitoring during shearing process strip based on acoustic emission signal［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2023,40(7):1102-1111.