[发明专利]一种自动换刀装置运行状态检测方法

权利要求书

1.一种自动换刀装置运行状态检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，对两个激光位移传感器进行位置标定，同时在不影响自动换刀装置正常工作情况下确定振动加速度数采系统中三轴加速度传感器测头安装位置；

步骤2，对自动换刀装置进行数次换刀操作，根据激光位移传感器采集的数据计算每一次换刀机械手将刀柄插入主轴内部的刀柄到位精度，并对刀柄到位精度进行分类；

步骤3，针对每一次换刀的刀柄到位精度，利用三轴加速度传感器采集对应的振动信号数据，并基于该数据构建刀柄到位精度对应的高维特征数组；

步骤4，基于所述高维特征数组训练支持向量机，利用训练后的支持向量机检测待检测自动换刀装置刀柄到位精度即运行状态。

2.根据权利要求1所述的自动换刀装置运行状态检测方法，其特征在于，步骤中1所述对两个激光位移传感器进行位置标定，假设两个激光位移传感器分别为第一激光位移传感器和第二激光位移传感器，位置关系包括：

两个激光位移传感器照射激光夹角为90°，并分别垂直入射至刀柄表面；

第一激光位移传感器激光发射点至刀柄圆心水平方向、垂直方向的距离分别为d₁、d₂，第二激光位移传感器激光发射点至刀柄圆心水平方向、垂直方向的距离分别为d₃、d₄，单位为mm；计算公式为：

d₁＝d₂＝(R+P)sinα

d₃＝d₄＝(R+P)sinβ

式中，R为被测刀柄圆心半径，α为第一激光位移传感器发射激光与x轴方向的夹角，P为传感器量程数值，β为第二激光位移传感器发射激光与x轴方向的夹角；

所述三轴加速度传感器测头的安装位置为刀柄所在主轴的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的自动换刀装置运行状态检测方法，其特征在于，步骤2所述对自动换刀装置进行数次换刀操作，根据激光位移传感器采集的数据计算每一次换刀的刀柄到位精度，并对所有刀柄到位精度进行分类，具体过程包括：

步骤2-1，建立刀柄基准三维坐标系，以被测刀柄圆心为原点，y轴方向竖直向上，z轴方向与拔刀动作方向相同，x轴满足右手定则；

步骤2-2，计算刀柄到位精度即刀柄在主轴处的圆心位置(X_O,Y_O)，所用公式为：

其中，

式中，s₁为第一激光位移传感器激光发射点至被测刀柄表面距离；s₂为第二激光位移传感器激光发射点至被测刀柄表面距离；(X_A,Y_A)表示第一激光位移传感器照射至刀柄外圆上点A的对应坐标；(X_B,Y_B)表示第二激光位移传感器照射至刀柄外圆上点B的对应坐标；

步骤2-3，计算刀柄到位精度评价指标J，所用公式为：

式中，k表示刀号；(X_jk,Y_jk)为第j次换刀所对应的刀柄在主轴处的圆心位置，为k号刀相邻三次换刀时刀柄在主轴处的圆心位置的平均值，所述三次换刀包括第j次换刀；

根据所述刀柄到位精度评价指标J对刀柄到位精度进行分类，具体为：将小于等于评价指标J的刀柄到位精度归为第一类别，其余刀柄到位精度归为第二类别。