基于EAKI辨识策略的机床振动试验研究.pdf

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1、第2期组合机床与自动化加工技术NO．22016年2月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueFeb．2016文章编号：1001—2265(2016)02—0043—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2016．02．013基于EAKI辨识策略的机床振动试验研究术黄子凌，刘成颖，李铁民，(1．清华大学机械工程系，北京100084；2．精密超精密制造装备及控制北京市重点实验室，北京100084)‘摘要：机床振动是制约机床加工精度及效率的

2、核心因素，文章基于EAKI策略在多台机床上开展振动试验研究。针对强迫振动及自激振动信号辨识问题，首先提出EAKI振动信号辨识策略；为有效构建振动信号备案知识库，提出信号特征分量提取算法；最后在国内外多台数控机床上进行了全转速状态下的振动试验研究。试验结果有效地验证了EAKI策略的可行性与实用性，同时为机床性能评估及设计完善提供了良好借鉴。关键词：EAKI方法；信号辨识；振动试验；特征提取中图分类号：TH161．6；TG506文献标识码：AExperimentalStudyonMachineToolVariatio

3、nBasedonEAKIMethodHUANGZi．1ing一，UUCheng—yinga,bLITie—min’b。(1．DepartmentofMechanicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China；2．BeijingKeyLabofPrecision／Ultra—precisionManufacturingEquipmentandControl，Beijing100084，China)Abstract：Vibrationisthekeyfac

4、torthatconstrainshighqualityandeficiencyofamachinetoo1．Tl1epaperstudiedaseriesofexperimentsondifferentmachinetoolsbasedonEAKImethod．Inordertoachievesignalidentificationbetweenchatterandforcedvibration．weproposedEAⅪmethodwhichcombinedtheoreticalanalysis，experi

5、mentalstudyanddatabasetechnology．Thenweproposedafeatureextractionmethodwhichcanbeappliedtorecordusefulvibrationinformationinordertoconstructvibrationfeaturedatabase．AtlastweconductedaseriesofvibrationexperimentsonmachinetoolsmadeinChinaandabroad．1’l1eexperime

6、n．talresultsverifiedthefeasibilityofEAl(Istrategyeffectivelyandpractically．atthesametimeitprovidedagoodreferencefortheperformanceevaluationandredesignofmachinetoo1．Keywords：EAK1method；signalidentification；vibrationexperiment；featureextraction因的判定方法，该方法在机床试验或加

7、工准备过程中O引言较为实用，但不适用于在线监测评估；值得注意的是，机床振动是制约机床加工精度及效率的关键因素Weck提出了从切削力信号的功率谱中将铣削刀齿之一，其可分为强迫振动及自激振动。二者由于产生通过频率辨识滤除的方法，但并未系统性地介绍强迫原因不同，对应的抑制措施也有差异，因此对其进行辨及自激振动的一般辨识方法。多数研究工作集中于自识分离具有重要的研究意义。激振动监测辨识、稳定性分析以及基于振动信号的故机床的强迫振动是指由外激振源引起的振动。如障诊断领域。ZhangCL等口学者对多信号的监测能由机床基座引入

8、的外界振动、机床不平衡部件(电机力分别进行了实验分析，以选定最为适合的颤振监测等)或磨损部件(齿轮和轴承等)引起的振动。机床自方式；Ahintas等基于再生颤振模型对颤振稳定性进激振动(颤振)往往由外作用源引发(工件磨损点等)，行了深入研究，在实践上获得良好应用。国内于俊但由加工系统内部激励产生。一驯等学者也在颤振监测、稳定性分析等领域做了大在机床设计时，强迫振动就应设法