1.一种快速和可靠的铣削颤振检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:确定主轴每转采集的数据量n,每个时间窗口的数据长度nm,m也可以被看作主轴转数,指定颤振阀值T,确定振动传感器的类型和数量k以及其和转速传感器的安装位置,以上振动传感器需安装在不同位置处,以便获取不同位置处的振动数据;
步骤2:根据以上k个振动传感器和转速传感器,获取k组多点同步采样数据,这些数据可表示为X1=[x1(1),x1(2),x1(3),…,x1(n),…,x1(nm)],X2=[x2(1),x2(2),x2(3),…,x2(n),…,x2(nm)],X3=[x3(1),x3(2),x3(3),…,x3(n),…,x3(nm)],…,Xk=[xk(1),xk(2),xk(3),…,xk(n),…,xk(nm)];
步骤3:标准化处理获取的k组多点同步采样数据,利用Z‑score标准化方法对获取的k组多点同步采样数据标准化处理;
步骤4:扩展标准化处理后的k组多点同步采样数据;
根据每转内采集的数据量n,将标准化后的每组多点同步采样数据扩展为n维数据,针对第k组标准化后的数据,扩展后的数据可表示为:为了方便表达,我们令 第k组扩展后的数据可表示为:
对于无颤振信号,拓展后多点同步采样数据中的每行数据都是常数,不存在波动现象,而对于颤振信号,拓展后多点同步采样数据中的每行数据将不再是常数,每行数据显示出波动现象;
步骤5:利用中心化处理方法对扩展后的k组多点同步采样数据进行中心化处,然后,融合k组多点同步采样数据包含的颤振信息;
对扩展后k组n维数据的每维数据进行中心化处理,中心化处理后的第k组同步采样数据为:式中, 为扩展后第k组数据Yk的第n行数据平均值,将Yk′中的n维数据融合为一维数据为:将k组融合后的数据再次融合为一组一维数据Z=[Z1,Z2,Z3,…,Zk];
步骤6:判定颤振状态是否产生,计算融合颤振信息后数据Z的标准差σ,对比计算所得标准差与预定阀值T,如果σ大于预定阀值T,则可以判定颤振已出现,否则,则认为颤振未出现。
2.根据权利要求1所述的快速和可靠的铣削颤振检测方法,其特征在于,所述步骤1中,加工工件可为薄壁工件和非薄壁工件;针对非薄壁工件铣削加工,将k个振动传感器以及转速传感器安装在高速主轴上来获取数据;针对薄壁工件铣削加工,将k个振动传感器安装在薄壁工件或者高速主轴上,另外,把转速传感器安装在高速主轴上的来获取转速数据。
3.根据权利要求2所述的快速和可靠的铣削颤振检测方法,其特征在于,所述振动传感器类型可为加速度传感器、速度传感器或者位移传感器。
4.根据权利要求1所述的快速和可靠的铣削颤振检测方法,其特征在于,所述步骤3中标准化处理后的第k组数据可表示为:其中, 代表着第k组数据Xk的均值,σXk代表着第k组数据Xk的标准差。