[发明专利]一种数控机床刀具剩余寿命预测方法

摘要

本发明涉及一种数控机床刀具剩余寿命预测方法，属于CNC刀具寿命预测领域。针对CNC中刀具剩余寿命预测这一问题，利用状态监控、数据去噪、特征提取和最小支持二乘向量机的方法建立了刀具剩余寿命预测模型，并将该问题的预测对象细化为铣削工具这一CNC核心生产要素。首先，对监控的信号数据进行小波变换阈值去噪的数据预处理，接着提取数据的时域特征，利用PCA的T2统计量提取信号主要特征。其次，利用多核加权最小二乘支持向量机模型对实时监控数据进行剩余寿命预测，得到具体的剩余寿命值。最后使用工业大数据产业创新平台上的真实数据进行的验证，验证结果说明该方法能有效的进行寿命预测。

主权项

1.一种数控机床刀具剩余寿命预测方法，其特征在于：利用状态监控、数据去噪、特征提取和多核加权最小二乘支持向量机的方法建立刀具剩余寿命预测模型，并将该问题的预测对象细化为铣削工具这一数控机床CNC核心生产要素，包括以下步骤：S1：收集PLC控制器信号和外置传感器信号，监测加工过程中的工况信息和传感器数据，传感器数据主要为电流信号和三个方向即x轴、y轴以及z轴的振动信号，以实现刀具磨损在线监测与寿命预测为目标；S2：接收原始信号数据并进行预处理；S3：对步骤S2所得到得信号进行时域特征提取；S4：对步骤S3所提取得时域特征利用主元分析PCA的T²特征图得到对应的数据矩阵；S5：对步骤S4所得到的数据矩阵提取该特征向量的每一时间段的中值，和每一时间段范围的变化值，以及他们各自的一阶差分值；S6：将步骤S5所得到的矩阵特征向量作为多核加权最小二乘支持向量机的输入，得到相应的剩余寿命值。