基于ICA的镗削过程颤振征兆信号分离方法研究.pdfVIP

振　动　与　冲　击 第３２卷第９期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３２Ｎｏ．９２０１３　  基于ＩＣＡ的镗削过程颤振征兆信号分离方法研究 李　欣，梅德庆，陈子辰 （浙江大学 机械工程学系，杭州　３１００２７） 　　摘　要：针对精密孔镗削加工过程中易出现颤振、导致精密孔表面质量下降，如何能快速、准确识别出颤振征兆发 生问题，提出基于独立分量分析（ＩＣＡ）的镗削振动信号信噪分离方法，以实现对镗削颤振征兆信号的快速分离。该方法 据颤振信号的时频特点，利用经验模态分解（ＥＭＤ）对镗削振动信号进行分解；对ＥＭＤ分解所得各本征模态分量（ＩＭＦ）构 造出的虚拟通道进行ＩＣＡ分析，分离出包含颤振发生征兆的信号。实验结果表明，利用ＥＭＤ和ＩＣＡ对镗削振动信号进行 分解处理，可快速分离出镗削颤振征兆信号，为后续颤振识别预报及抑制环节提供基础，从而有效提高精密孔的表面加工 质量。 关键词：精密孔镗削；颤振；经验模态分析；独立分量分析；信噪分离 中图分类号：ＴＧ５０２．９６　　　文献标识码：Ａ ＩＣＡｂａｓｅｄｓｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｈａｔｔｅｒｓｙｍｐｔｏｍｓｉｇｎａｌｓｆｏｒｐｒｅｃｉｓｉｏｎｈｏｌｅｂｏｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＬＩＸｉｎ，ＭＥＩＤｅｑｉｎｇ，ＣＨＥＮＺｉｃｈｅｎ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｒｅｃｏｇｎｉｚｉｎｇｃｈａｔｔｅｒｓｙｍｐｔｏｍｒａｐｉｄｌｙａｎｄｅｘａｃｔｌｙｉｓｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔｐｒｅｍｉｓｅｆｏｒｃｈａｔｔｅｒｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｂｏｒｉｎｇｃｈａｔｔｅｒｓｙｍｐｔｏｍｓｅｐａｒａｔｉｏｎｆｒｏｍｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｏｆｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｂｏｒｉｎｇｂａｒ ｄｕｒｉｎｇｂｏｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎＩＣＡｂａｓｅｄｍｅｔｈｏｄｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｈａｔｔｅｒｓｉｇｎａｌｓ，ＥＭＤｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｄｅｃｏｍｐｏｓｅｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｏｆｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｂｏｒｉｎｇｂａｒ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅＩＭＦｓｖｉｒｔｕａｌｃｈａｎｎｅｌｓｗｅｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｎｏｉｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎｗａｓａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｄｂｙＩＣＡ，ａｎｄｔｈｅｃｈａｔｔｅｒｓｙｍｐｔｏｍｓｉｇｎａｌｗａｓｇａｉｎｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅＥＭＤＩＣＡｂａｓｅｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃａｎｓｅｐａｒａｔｅｔｈｅｃｈａｔｔｅｒｓｙｍｐｔｏｍｓｉｇｎａｌ ｒａｐｉｄｌｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｔｈｉｓｃａｎｐｒｏｖｉｄｅａｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｆｏｌｌｏｗｕｐｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｃｈａｔｔｅｒｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎａｎｄｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ， ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｗｏｒｋｐｉｅｃｅｓｕｒｆａｃｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｈｏｌｅｂｏｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｃｈａｔｔｅｒ；ｅｍｐｉｒｉｃａｌｍｏｄａｌｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＥＭＤ）；ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ（ＩＣＡ）；ｓｉｇｎａｌｎｏｉｓｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎ 　　随着现代机械制造业的发展，机械装备对零件的 对切削加工过程中刀具振动、动态切削力及声音等信 制造精度要求越来越高，而精密孔往往是机械产品中 号进行在线监测分析。颤振在线识别预报技术中，主 的关键部位，加工困难，加工质量难易保证。在精密孔 要如何提