基于零空间追踪算法的铣削功率信号分析.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术No．52014年5月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMay．2014文章编号：1001—2265(2014)05—0001—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．05，001基于零空问追踪算法的铣削功率信号分析术李衍佳，石新华，邵华(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：功率信号因获取简便、成本低等特点被广泛应用在切削过程监控中，因此对功率信号的特征进行深入分析非常必要。利用零空间追踪算法(NullSpac

2、ePursuit，NSP)分解铣削功率信号，分析分量及其能量分布的特征；通过计算能量分布与相关系数的相关程度，探究NSP的自适应性。分析结果表明，铣削功率信号的NSP分量包含大量有关铣削过程的信息，分量能量集中在前4阶；铣削参数恒定时，功率信号可分为静态分量和动态分量两部分；NSP分解铣削功率信号的自适应性良好。关键词：铣削；功率信号；零空间追踪；NSP中图分类号：TH166；TG65文献标识码：AAnAnalysisofPowerSignalinMillingBasedonNullSpacePursuitLIYan-jia，SHIXin-hua，SH

3、A0Hua(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Powersignalhasbeenwidelyusedincuttingconditionmonitonngbecauseofitseasyaccessandlowcosts．Therefore，itisessentialtoperformadeepanalysisonthefeaturesofpowersignals．Decomposi—tionofpowersig

4、nalswasimplementedbyusingnullspacepursuit(NSP)method，furthermore，character—isticsofsubcomponentsobtainedfromthedecompositionanditsenergydistributionwereanalyzedinthepa-per．TheadaptabilityofNSPwasalsoexplored．AnalysisresultsshowedthattheNSPsubcomponentsofpowersignalsinmillingwere

5、richincuttingprocessrelatedinformation，andtheenergyoftheoriginalsig—nalsconcentratedonthefirstfoursubcomponents．Itwasalsofoundthatwhenmillingparameterskeptcon—stant，apowersignalcouldbedividedintotwoparts：staticcomponentanddynamiccomponent．Experi-mentsdemonstratedthatNSPhadanexce

6、llentadaptabilitywhenbeingappliedindecomposingpowersignalsinmilling．Keywords：milling；powersignal；nullspacepursuit；NSP丽等建立了机床主电机功率信号的自回归时序模O引言型，并把其作为神经网络的输入之一，试验表明该方法与其它电量参数(电流、功率因数等)相比，功率具有较好的刀具破损识别效果。然而，大量研究表明，信号具有灵敏度高、受干扰小的优点，且其获取简便，目前提出的绝大部分功率监测方法适应性不强，大多测量装置成本低廉、安装无需改装机床，被广泛

7、应用在局限于特定的加工设备或加工参数。因此，对机床功切削过程监控中。邵华等⋯在小波变换和独立分量分率信号的特征进行深入分析有极为重要的现实意义。析的基础上提出了一种单通道盲源分离算法，运用该本文以铣床功率信号为研究对象，以期对其他机床功算法分离铣削功率信号得到了能用于监控铣刀和主轴率信号的研究提供一定的借鉴。状态的多种源信号；FalehA等提出监测功率消耗微近年来，信号处理方法发展迅速，从傅立叶变换到分的方法，该方法仅记录实际钻削过程的功率，不记录短时傅立叶变换、Gabor变换，再到小波变换，研究人驱动主轴电机和进给电机所需功率，试验表明该方法员把目光

8、从全局分析转移到局部分析，从单分辨率拓的监测刀具磨损效果优于传统功率监控方法；王海展到多分辨率