[发明专利]一种基于小波分析的磨削加工工况检测系统及其方法

权利要求书

1.一种基于小波分析的磨削工况检测方法，其特征在于硬件部分包括传感器信息采集模块、工况与声发射频段功率的对应表模块和工况智能判断输出模块；其中传感器信息采集模块包括安装在磨床上的声发射传感器； 

该方法的步骤为： 

1)首先由声发射传感器按照预设的采样频率f_s实时采集加工现场的声发射信号，声发射信号序列用X_t向量标记，X_t(1)表示t时刻开始第1个采样点，X_t(i)为第i个采样点，i＝1……N，N为采样序列长度；然后传感器信息采集模块将t时刻采集到的数据X_t向量传递给工况智能判断输出模块； 

2)工况与声发射频段功率的对应表模块中设定有标准工况，并预先采集标准工况所对应的各种磨削加工时的声发射信号X_st，通过小波变换分析方法获得各频段的标准功率强度P_st，构造标准工况-声发射频段标准功率强度P_st的对应表；该标准工况-声发射频段标准功率强度P_st的对应表的对应关系采用如下设置步骤： 

设t时刻的工况为向量Y_t，Y_t包含四个变量，第一个变量Y_t(1)为接触参数，布尔变量类型，当工件和刀具接触时Y_t(1)为1，当工件和刀具未接触时Y_t(1)为0；第二个变量Y_t(2)为灼伤参数，布尔变量类型，当工件灼伤时为1，当工件未灼伤时为0；第三个变量Y_t(3)为裂纹参数，布尔变量类型，当工件有裂纹时为1，当工件没有裂纹时为0；第四个元素Y_t(4)为刀具钝化系数，整型变量类型，取值在0-100之间，用以反映刀具的钝化程度;

3)工况智能判断输出模块对步骤1)中实时采集的声发射信号X_t进行小波变换分析后，获得当前声发射信号各频段的功率强度P_t；根据P_t和预设的标准工况-声发射频段标准功率强度P_st的对应表中的P_st进行匹配，利用RMS算法计算拟合误差值，在误差值小于0.01时，认定当前工况和标准磨削工况匹配，输出此磨削工况。 

2.根据权利要求1所述的基于小波分析的磨削工况检测方法，其特征在于使用线性增加的钝化系数来反映刀具当前的钝化程度，具体为： 

定义t₀时刻刀具刚修整过，刀具处于锋利状态时的钝化系数为0，即： 

Y_t0(4)＝0时，此时的频段功率强度： 

其中i＝4；j＝1……m，j为频段值； 

刀具在使用过程中逐渐钝化，直至t_p时刻达到必须修整，定义此时的钝化系数为100，即 

Y_tp(4)＝100时，此时的频段功率强度： 

其中i＝5，j＝1……m，j为频段值； 

则在其它加工阶段t时刻的裂纹参数： 

Y_t(3)＝(P_t-P_t0)/(P_tp-P_t0)    …………式(1) 

其中： 

j＝1……m，j为频段值； 

t₀＜t＜t_p。