銑削加工過程多源能效狀態線上識別方法研究

《銑削加工過程多源能效狀態線上識別方法研究》是依託上海交通大學，由邵華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：銑削加工過程多源能效狀態線上識別方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：邵華
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

綠色製造要求切削加工系統總是運行在節能狀態，而對運行中的切削系統，判斷其是否節能，需要對其能效狀態進行實時線上識別。本項目的研究就是圍繞這一需求展開的。項目從研究監測信號中反映切削系統能效狀態的信號屬性、特徵及其耦合和疊加機理入手，探索相應的信號特徵解耦或分離算法，進而解決切削系統低能效狀態的識別與溯源問題。事實上，切削過程的各個環節都可能造成系統總體能效低下，因此，切削過程能效狀態識別是一個多源狀態識別問題。為此，本項目根據切削能耗屬性，將切削加工系統的多源能效狀態，定義為直接能效、間接能效及複合能效狀態。然後，分別研究監測信號中這三種能效狀態信息的提取、分離及溯源方法，同時探索並揭示能效狀態與刀具狀態、切削狀態及設備狀態等傳統監測目標狀態的內在聯繫及區別。最終，通過溯源算法研究解決能效狀態的溯源及低能效故障狀態的定位問題，為切削加工系統的能效狀態線上監測提供理論依據和潛在技術解決方案。

結題摘要

綠色製造系統期望運行在節能狀態，能效狀態的線上識別是判斷製造系統是否處於節能狀態的關鍵。本文探索採用線上監測的方法識別銑削過程能效狀態。首先，明確銑削過程能效狀態線上監測所需獲取的物理量。然後，基於試驗對相關物理量進行多源感測器數位訊號和溫度場熱度圖像信號採集。設計多源耦合感測器信號的解耦與分離算法，提取銑削過程能效狀態特徵；同時，研究銑削過程溫度場熱度圖像的能效狀態聚類分析方法和特徵提取方法，獲得溫度場熱度圖像能效狀態特徵。再次，提出銑削過程多源耦合能效狀態識別算法，建立能效狀態特徵集，對銑削過程目標狀態和耦合狀態進行綜合識別。最後，研究銑削過程低能效狀態溯源與定位問題，建立低能效狀態溯源與定位策略，探索特徵選擇排序方法，通過設計切削系統單一源頭和複合源頭導致低能效狀態的銑削試驗，確定切削系統組成要素導致低能效狀態的來源。銑削過程能效狀態識別方法的研究有望解決製造系統能效狀態線上監測問題和低能效狀態溯源問題，為建立綠色製造節能策略提供評估依據與手段。