[发明专利]一种基于轴心轨迹流形学习的主轴回转误差溯源方法

权利要求书

1.一种基于轴心轨迹流形学习的主轴回转误差溯源方法，其包括以下步骤：

1）在主轴外周向间隔设置两个电涡流传感器，两个电涡流传感器沿主轴轴心呈90°交错设置，通过两个电涡流传感器采集主轴振动信号；

2）对检测到的主轴振动信号进行处理，进而对主轴的运行状态进行判断，其包括以下步骤：

（1）将两个呈90°交错设置的电涡流传感器测得的振动信号分别标记为X和Y，采用均值-方差标准化方法对X、Y振动信号进行归一化预处理；

（2）对归一化后的X、Y振动信号进行EEMD降噪处理；

（3）提取由X、Y振动信号共同形成的若干轴心轨迹，将每个轴心轨迹上的离散点作为一个维度，构造高维特征空间；

（4）采用ISOMAP、LLE或LTSA流形学习算法提取轴心轨迹二维流形作为敏感特征；

（5）根据由步骤（4）处理后能得到不同故障状态的流形敏感特征Q_ij，根据流形敏感特征Q_ij进行主轴故障状态f(i)判断；

3）经步骤1）中两个电涡流传感器采集到相位差为90度的主轴振动信号在同一平面坐标系内交于一点，连续采样后获得轴心轨迹；

4）对步骤3)中获得的主轴轴心轨迹进行误差分离，以获得主轴实际回转精度A；

5）根据主轴的实际回转精度A和流形敏感特征Q_ij获得映射函数图谱数据库Q:{f(i)＝Q_ij|A}；其中，i表示主轴状态的种类：正常状态、主轴偏心、轴承发热磨损故障状态；j=1,2,3,表示ISOMAP、LLE和LTSA三种不同的流形学习算法；

6）若主轴的实际回转精度A≥ηE,η＝0.8~1,则调用映射函数图谱数据库Q，进行主轴回转误差的溯源，并对相应故障进行维修；若主轴的实际回转精度A≥ηE,η＝0.6~0.8，则对主轴回转误差进行溯源分析监控；其中E是该机床出厂时的主轴回转精度。

2.如权利要求1所述的一种基于轴心轨迹流形学习的主轴回转误差溯源方法，其特征在于：所述步骤4）中，所述主轴轴心轨迹误差分离采用三点法圆度误差分离方法进行圆度形状和回转误差的分离。

3.如权利要求2所述的一种基于轴心轨迹流形学习的主轴回转误差溯源方法，其特征在于：所述主轴轴心轨迹误差分离采用频域三点法。