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工具技术2025年第09期:基于多传感器融合的不同纤维方向下CFRP铣削刀具磨损监测研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:贺继宏;陈燕;王晓宇;胡良涛;

单位:南京航空航天大学;

摘要:为提高CFRP加工过程中刀具磨损监测精度,考虑纤维方向对刀具磨损的影响,提出基于多传感器信号融合的刀具磨损监测方法。通过开展0°,45°,90°和135°不同纤维方向的CFRP刀具磨损侧铣试验,采集加工过程中的切削力信号、振动信号和声发射信号进行时频域分析提取特征,探讨各信号特征量、纤维方向与刀具磨损之间的联系。融合多传感器特征,由优化后的支持向量回归模型对各纤维方向CFRP铣削过程中的刀具磨损进行预测。试验结果表明,不同纤维方向下的刀具磨损状态明显不同,90°和45°纤维方向下的刀具磨损较为严重。同时,不同纤维方向下的信号特征变化趋势也存在差异性,选取各纤维方向敏感特征进行特征融合作为预测模型输入,支持向量回归监测模型的平均绝对误差最大值仅为0.017 2,与单一传感器相比,多源融合支持向量回归模型预测精度均达97%以上,相比CNN、RF、BPNN算法模型模型,准确率最大提高12.3%,具备较强的可适用性。

关键词:纤维方向;;刀具磨损监测;;特征融合;;铣削;;支持向量回归

基金资助:国家自然科学基金(51875284)