[发明专利]一种基于火花图像的砂带磨削材料去除率识别方法

说明书

本发明公开了一种基于火花图像的砂带磨削材料去除率识别方法，步骤包括：1)使用CCD工业相机采集磨削过程中产生的磨削火花图像；2)对采集的磨削火花图像进行预处理；3)对磨削火花图像进行分割；4)提取磨削火花的特征量化值，包括分别提取磨削火花的亮度特征、颜色特征、面积特征以及轮廓特征；5)基于支持向量回归算法建立材料去除率识别模型。本发明的方法，有效避开砂带磨削参数的复杂耦合关系，并可以有效考虑砂带磨损状态的影响，为砂带磨削控制提供了一种新的思路与方法。

技术领域

本发明属于砂带磨削精度控制技术领域，涉及一种基于火花图像的砂带磨削材料去除率识别方法。

背景技术

砂带磨削因其加工效率高，成本低而广泛应用于工业领域，砂带磨削材料去除率的控制始终是该领域关注的问题。

传统理论的材料去除率预测模型表达式是：

其中，r表示材料去除率，C_A表示修正系数，K_A表示阻力系数，K_t表示砂带耐用程度，V_s表示砂带线速度，V_w表示工件进给速度，L_ω表示加工区域的宽度，F_A表示法向磨削压力。该材料去除率预测模型从砂带磨削机理出发，通过检测加工过程中的法向磨削力来识别材料去除率，其存在的不足是，一方面，将加工过程中磨削工具磨损简化为常量K_t，忽视了磨削工具磨损状态随时间变化的因素；另一方面，在模型中磨削参数之间呈高度耦合性，难以梳理清楚各参数之间的耦合关系。由于上述的不足，导致砂带磨削控制时应用上述材料去除率预测模型时带来较大的误差，直接影响控制精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于火花图像的砂带磨削材料去除率识别方法，解决了现有技术采用材料去除率预测模型，结果误差较大，直接影响控制精度，无法准确描述磨削工具磨损状态的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于火花图像的砂带磨削材料去除率识别方法，按照以下步骤实施：

步骤1：使用CCD工业相机采集磨削过程中产生的磨削火花图像，

该磨削火花图像是RGB模式的彩色图像类型，称为RGB火花图像；

步骤2：对采集的磨削火花图像进行预处理，

对上述的磨削火花图像进行预处理，以过滤掉干扰因素；

步骤3：对磨削火花图像进行分割；

步骤4：提取磨削火花的特征量化值，

磨削火花的特征量化值，包括分别提取磨削火花的亮度特征、颜色特征、面积特征以及轮廓特征；

步骤5：基于支持向量回归算法建立材料去除率识别模型，

5.1)根据步骤4提取出的砂带的磨削火花图像中四种特征的量化数值，建立对应的材料去除率构造数据集，见下式(13)：

D＝{c_1i,c_2i,c_3i,c_4i,M_i}i＝1,2,...,L (13)

其中，i表示样本数，L表示样本的总数量，c₁为亮度特征，c₂表示颜色特征，c₃表示面积特征，c₄表示边缘特征，M表示对应的材料去除率值，对该数据集的数值按组进行归一化处理，具体操作如下式(14)：