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基于改进支持向量机的砂带磨损程度识别

电子测量与仪器学报 2024年第2期38卷 10-18页

作者：陈斯睿孙兴伟杨赫然董祉序刘寅沈阳工业大学机械工程学院沈阳110870 辽宁省复杂曲面数控制造技术重点实验室沈阳110870

为了准确判断砂带在磨削螺杆转子时的磨损程度,根据砂带磨损过程中表面图像颜色特征和纹理特征的变化规律,对砂带磨损程度进行识别。对磨削加工后砂带表面图像的纹理特征和颜色特征进行提取,根据不同磨削时间段螺杆转子表面粗糙度划分... 详细信息

为了准确判断砂带在磨削螺杆转子时的磨损程度,根据砂带磨损过程中表面图像颜色特征和纹理特征的变化规律,对砂带磨损程度进行识别。对磨削加工后砂带表面图像的纹理特征和颜色特征进行提取,根据不同磨削时间段螺杆转子表面粗糙度划分砂带磨损程度。支持向量机的分类性能受到自身核函数与惩罚函数的影响较大,因此提出利用天鹰优化算法对支持向量机的核参数与惩罚参数进行优化,建立AO-SVM砂带图像识别磨损程度模型。利用自主研发的螺杆转子专用砂带磨削装置完成实验。磨削参数设置如下:砂带线速度为10 m/s,工件轴向进给速度为50 mm/min,张紧轮的气缸压力为0.35 MPa,主动轮的气缸压力为0.5 MPa,磨削时间为25 min。AO-SVM对砂带磨损程度模型的识别准确率达到92.5%,比随机森林算法(RFC)和XGboost分类算法分别高出5.0%和3.6%,且收敛速度更快。AO-SVM模型可以通过砂带表面图像的颜色特征变化和纹理特征变化对砂带磨损程度进行识别,可以有效避免砂带磨损过度损伤工件,为砂带磨削螺杆转子时判断砂带的磨损程度和换带时间提供理论指导。

关键词：砂带磨损图像识别天鹰算法参数优化特征提取

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砂抛柔性加工单元中砂带磨损补偿策略研究

机电工程 2019年第1期36卷 18-22页

作者：成楚楚傅高升陈鸿玲宋莉莉雷浩浩宁德职业技术学院机电工程系福建宁德355000 福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

针对工业机器人砂抛柔性加工单元中,砂带因磨损导致磨削效率降低,加工一致性降低等问题,以铜合金水龙头作为磨抛对象,对其磨抛过程中的砂带磨损补偿策略进行了分析与试验。提出了基于提高砂带速度的补偿策略及其机制,通过公式推导得出... 详细信息

针对工业机器人砂抛柔性加工单元中,砂带因磨损导致磨削效率降低,加工一致性降低等问题,以铜合金水龙头作为磨抛对象,对其磨抛过程中的砂带磨损补偿策略进行了分析与试验。提出了基于提高砂带速度的补偿策略及其机制,通过公式推导得出了应当提高的砂带速度公式,该策略克服了传统的线性提速补偿策略与砂带非线性磨损之间的矛盾;并通过试验验证了该补偿策略的可行性。研究结果表明:在传统线性提速方法下,当加工到第100个工件时,其工件磨削量为10. 67 g;加工第101个工件时,采用非线性提速补偿策略将砂带速度从15. 99 m/s提高到16. 83 m/s后,第101个工件的磨削量提高到11. 02 g,接近标准磨削量,表明该非线性提速补偿策略是可行的。

关键词：工业机器人磨抛砂带磨损补偿策略

基于HMI工业机器人砂抛单元砂带磨损补偿管理系统的开发

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制造业自动化 2021年第8期43卷 29-31,73页

作者：成楚楚傅高升陈鸿玲宋莉莉孙泽棠宁德职业技术学院机电工程系宁德355000 福州大学机械工程及自动化学院福州350108 闽江学院福州350108

在工业机器人砂抛柔性加工单元成功开发和先前研究的基础上,为了进一步解决因砂带磨损导致的工件磨削量减少,加工工件一致性差等问题,基于HMI建立了砂带非线性提速补偿的自动管理系统,实现了在对工件磨削量进行监控的同时,可根据砂带的... 详细信息

在工业机器人砂抛柔性加工单元成功开发和先前研究的基础上,为了进一步解决因砂带磨损导致的工件磨削量减少,加工工件一致性差等问题,基于HMI建立了砂带非线性提速补偿的自动管理系统,实现了在对工件磨削量进行监控的同时,可根据砂带的磨损程度进行相应的补偿,自动化管理砂带并实现砂带在线报废、报警的目标,促进了砂抛生产过程的自动化。

关键词：工业机器人磨削砂带磨损补偿系统

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基于钢轨打磨车的砂带磨损监测系统研究

基于钢轨打磨车的砂带磨损监测系统研究

作者：于帅北京交通大学

学位级别：硕士

我国高速铁路建设飞速发展,车载重量、行车密度的不断增加使得钢轨磨损问题日益突出。当前,钢轨打磨已被看作是最重要的线路养护维修手段。常用的钢轨修复方式以砂轮磨削和铣刀铣削为主。近些年砂带制造技术愈加成熟,砂带磨削展现出高... 详细信息

我国高速铁路建设飞速发展,车载重量、行车密度的不断增加使得钢轨磨损问题日益突出。当前,钢轨打磨已被看作是最重要的线路养护维修手段。常用的钢轨修复方式以砂轮磨削和铣刀铣削为主。近些年砂带制造技术愈加成熟,砂带磨削展现出高效、环保、经济等优质特点,已被逐渐推广并应用于小型钢轨打磨设备中。单根砂带使用寿命短,砂带磨削性能随磨损状态不同发生显著变化。为更好发挥砂带性能,避免过度磨损造成砂带断裂、钢轨损害等问题,本文立足于钢轨砂带打磨实际工况,探索砂带驱动电机电流信号变化与砂带磨损状态之间的联系,通过搭建监测系统,以电流信号特征作为输入,判断当前砂带所处磨损状态。具体研究内容如下:分析了钢轨砂带打磨加工特点,并与普通磨削加工方法作比较,其区别主要体现在加工方式、工艺参数和工况以及质量验收标准上。在此基础上,介绍了全生命周期内砂带的不同磨损阶段,并分析了各个阶段砂带的主要磨损形式。从打磨单元和电机工作原理出发,通过建立力学方程探索砂带驱动电机相电流变化与打磨工艺参数之间的联系。对比砂带磨损程度的不同表征方法,决定使用砂带磨损质量百分比量化砂带的磨损程度。设计了钢轨砂带打磨预实验,根据实验结果,对砂带磨削状态信息进行了初步分析。根据预实验的分析结果,确定实验工艺参数,并进行了正式实验获取电流信号样本集。通过对比电机空转过程与磨削加工过程的电流信息,对信号主频率和1000Hz以下噪声成分进行分析。原始电流信号经滤波和RMS值法处理后,进行时域、频域和时频域的特征提取。从磨粒磨损角度剖析了信号特征产生相关变化的原因。把提取到的信号特征与砂带磨损状态做相关性分析,将与砂带磨损具有中度及以上相关性的信号特征作为砂带磨损状态的分类依据,并随机区分为训练样本和测试样本。分别采用基于支持向量机的机器学习算法和基于BP神经网络的机器学习算法进行模型训练,区分砂带所处磨损状态。两种识别方法的准确率分别达到了92.59%和97.53%。基于LabVIEW搭建了砂带磨损监测系统,完成了信号采集和预处理、时域分析、频域分析、时频域分析和砂带磨损监测等功能。介绍了系统不同模块的使用方法以及实现不同功能所用到的函数。最后,通过在Lab VIEW中调用MATLAB函数实现了基于BP神经网络的砂带磨损在线监测功能,完成了系统性能测试,结果证明系统可靠。

关键词：钢轨打磨砂带磨损信号分析状态监测

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基于磨削声与电流的砂带磨损状态识别

振动．测试与诊断 2020年第2期40卷 355-360,422页

作者：程灿李建勇刘月明聂蒙北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室北京100044

为实时监测砂带磨损状态,采用基于磨削声信号与电流信号的监测方案。首先,利用时域分析方法与小波包分析方法提取砂带磨损信号特征,通过朴素贝叶斯方法融合两种信号,从而识别砂带磨损状态;其次,为提高砂带磨损状态识别准确率,针对朴素... 详细信息

为实时监测砂带磨损状态,采用基于磨削声信号与电流信号的监测方案。首先,利用时域分析方法与小波包分析方法提取砂带磨损信号特征,通过朴素贝叶斯方法融合两种信号,从而识别砂带磨损状态;其次,为提高砂带磨损状态识别准确率,针对朴素贝叶斯方法的分类特性,改进了一种基于Fisher判别率与互信息的信号特征选择方法。实验结果表明,利用基于Fisher判别率与互信息方法能够挑选出可分性好同时特征间相关性弱的信号特征,基于朴素贝叶斯的砂带磨损状态识别方法能够准确地识别砂带磨损状态。

关键词：砂带磨损朴素贝叶斯状态识别声信号电流信号

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砂带磨削的机理及砂带磨损的探讨

上海第二工业大学学报 1991年第1期8卷 25-32页

作者：龚正上海第二工业大学机械系

本文探讨了砂带磨削的机理及砂带磨损过程.作者以磨粒切削刃高度减少量和后面磨损率来描述砂带的磨损状态,说明了恒压力磨削和恒切入磨削的两种砂带失效的判断方法,并介绍了砂带的耐用度公式.

关键词：硝带磨削工件表面砂带磨损抛光

工业机器人磨抛柔性加工单元磨削参数识别方法优化试验

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闽江学院学报 2024年第2期45卷 13-20页

作者：成楚楚傅高升陈鸿玲唐晓腾闽江学院工程训练中心福建福州350108 闽江学院物理与电子信息工程学院福建福州350108 福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

为解决工业机器人磨抛柔性加工单元因砂带磨损导致工件磨削量减少、被加工工件表面质量一致性差的问题,提出建立基于砂带磨削参数识别方法,以此作为判断砂带磨损程度依据,并进行相应的补偿。在分析砂带磨削参数的理论基础上,设计基于磨... 详细信息

为解决工业机器人磨抛柔性加工单元因砂带磨损导致工件磨削量减少、被加工工件表面质量一致性差的问题,提出建立基于砂带磨削参数识别方法,以此作为判断砂带磨损程度依据,并进行相应的补偿。在分析砂带磨削参数的理论基础上,设计基于磨削力、磨削深度、砂带粗糙度、砂带厚度、磨削量5种不同的磨削参数识别方法,并通过试验测试,分析优化出砂带磨削参数识别方法,即通过调整磨削参数,补偿因砂带磨损而减少的工件磨削量,可有效保证加工表面一致性。

关键词：工业机器人磨抛柔性加工砂带磨损磨削参数识别

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砂带磨削磨损性能试验研究

机械科学与技术 2014年第12期33卷 1865-1868页

作者：路勇黄云重庆大学机械工程学院重庆400030 重庆市材料表面精密加工及成套装备工程技术研究中心重庆400021

分析了砂带磨料种类、工件材料特性及磨削用量的不同对磨削加工效率和砂带磨损的影响,采用2种不同磨料的砂带分别对3种材料进行了工艺试验,对材料去除量和砂带磨损量进行了测量,揭示了砂带的磨损机理。研究表明:钛合金可磨削性较差,304... 详细信息

分析了砂带磨料种类、工件材料特性及磨削用量的不同对磨削加工效率和砂带磨损的影响,采用2种不同磨料的砂带分别对3种材料进行了工艺试验,对材料去除量和砂带磨损量进行了测量,揭示了砂带的磨损机理。研究表明:钛合金可磨削性较差,304不锈钢的可磨削性比钛合金好,45号圆钢最易于磨削;增加砂带线速度可在一定程度上提高材料去除率和磨耗比;陶瓷磨料比氧化铝磨料磨耗比大,因此磨削时可选择陶瓷砂带进行大余量加工;随着硬度比的增加,磨耗比呈现出先增大后减小的趋势,因此磨削时可根据磨削要求选择合适硬度磨粒的砂带进行磨削。

关键词：砂带磨削材料去除率磨耗比砂带磨损

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接触轮式强力平面砂带磨削及其磨损试验研究

湖南大学学报（自然科学版） 1994年第3期21卷 53-59页

作者：刘禄祥刘建章罗重常秦玉忠

砂带磨损是影响加工精度、表面质量、加工效率和生产成本的重要因素之一．以往的研究只局限于普通砂带磨削的磨损，而强力砂带磨削磨损研究尚未见诸报导．本文对接触轮式强力平面砂带磨削的砂带磨损过程、砂带磨损形式、磨损机理及磨削... 详细信息

砂带磨损是影响加工精度、表面质量、加工效率和生产成本的重要因素之一．以往的研究只局限于普通砂带磨削的磨损，而强力砂带磨削磨损研究尚未见诸报导．本文对接触轮式强力平面砂带磨削的砂带磨损过程、砂带磨损形式、磨损机理及磨削参数对磨损的影响作了大量的实验研究．测定了此种磨削方式下的相对金属切除率、磨削法向力、磨削比、磨粒磨损平面面积率等机理参数，揭示了在此种磨削条件下砂带的金属去除机理和磨损机理，得出了一些重要结论．

关键词：强力砂带磨削砂带磨损接触轮式