[发明专利]一种基于p-leader的铣削颤振识别方法

说明书

本发明涉及一种基于p‑leader的铣削颤振识别方法,步骤为：S1、设计多组铣槽加工实验，通过加速度计采集铣削过程中的加速度信号，所述加速度信号包括稳定状态信号、弱颤振状态信号和颤振状态信号；S2、设定p‑leader多重分形方法所需的参数值；S3、对切削实验得到的加速度信号进行p‑leader多重分形分析，得到加速度信号的p‑leader多重分形谱模型；S4、根据S3得到的多重分形谱模型对加速度信号进行稳定性判断；S5、根据S3得到的多重分形谱模型对加速度信号进行弱颤振和颤振判断。本发明与常规的颤振检测方法相比不需要依赖刀具模态便可以直接识别加工状态。

技术领域

本发明属于铣削颤振识别技术领域，特别涉及一种基于p-leader的铣削颤振识别方法。

背景技术

颤振的发生在机械加工过程中是一个复杂的动态过程，当颤振发生时，机床系统的稳定状态将被破坏，从而偏离平衡点，最终导致能量、振动和不稳定性的增加。一般来说，颤振分为三种类型：再生颤振、模态耦合颤振和摩擦颤振，其中，再生颤振是造成加工过程不稳定的最重要原因。颤振会导致加工表面质量的下降，噪声的产生，刀具和机器设备寿命的降低。因此，为了保证加工精度和效率，颤振的识别尤为重要。现有大部分颤振检测方法依赖锤击实验获取刀具模态，存在无法得到可靠的颤振识别指标和同时识别弱颤振和颤振的问题。

对于不稳定的加工过程，振动信号一般具有非线性、非平稳的特点。振动信号在一定的尺度范围内具有分形特征，这为设备故障的诊断提供了一种新的方法。而P-leader是由Leonarduzzi等提出的一种多重分形方法，相比于单分形方法而言其可以呈现信号的局部结构，突出异常特征，更详细、更丰富地描述信号的奇异性特征。因此，将P-leader方法应用于振动信号的识别理论上具有一定的可行性。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术的不足之处，提供一种基于p-leader的铣削颤振识别方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案来实现：

一种基于p-leader的铣削颤振识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、设计多组铣槽加工实验，通过加速度计采集铣削过程中的加速度信号，所述加速度信号包括稳定状态信号、弱颤振状态信号和颤振状态信号；

S2、设定p-leader多重分形方法所需的参数值；

S3、对切削实验得到的加速度信号进行p-leader多重分形分析，得到加速度信号的p-leader多重分形谱模型；

S4、根据S3得到的多重分形谱模型对加速度信号进行稳定性判断；

S5、根据S3得到的多重分形谱模型对加速度信号进行弱颤振和颤振判断。

进一步的：S2中参数值包括：j₁,j₂,p,q,N_ψ，包括如下步骤：

S21、结合实际情况设定j₁,j₂,p,N_ψ值；j₁和j₂为缩放比例范围；p代表p指数，其值为正整数；N_ψ为消失矩；

S22、根据公式求解q值取值范围，其中为p-leader的对数累加量，q为实数，q的取值限制了多重分形谱的谱宽。

进一步的：S3中，p-leader多重分形方法基于离散小波变换和p-leader多重分形形式，包括如下步骤：

S31、对加速度信号进行DWT变换：