【优秀硕士博士论文】基于多传感器数据融合技术的高速数控加工中心集成监控方法及应用研究.pdf

分类号： TH701 密级： UDC： 编号： 11-080400-02M 学 位 论 文 基于多传感器数据融合技术的高速数控加工中心基于多传感器数据融合技术的高速数控加工中心 集成监控方法及应用研究集成监控方法及应用研究 董晗 指导教师姓名：刘丽冰 教授 河北工业大学 申请学位级别：硕 士 学科、专业名称： 仪器科学与技术 论文提交日期：2012 年 2 月 论文答辩日期： 2012 年 3 月 学位授予单位：河北工业大学 答辩委员会主席： 评 阅 人： 2012 年 2 月 Thesis Submitted to Hebei University of Technology for The Master Degree of Instrument Science and Technology BASED ON MULTI-SENSOR DATA FUSION TECHNOLOGY HIGH SPEED NC MACHINING CENTER INTEGRATED MONITORING METHOD AND APPLICATION RESEARCH by Han Dong Supervisor： Prof. Libing Liu February 2012 原创性声明原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成 果。

除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公 开发表或者没有公开发表的作品的内容对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人 和集体，均已在文中以明确方式标明本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担 学位论文作者签名： 日期： 关于学位论文版权使用授权的说明关于学位论文版权使用授权的说明 本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的规定同意如下各项内 容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和 电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索 以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者 机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的 部分或全部内容用于学术活动 （保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名： 日期： 导师签名： 日期：i 基于多传感器数据融合技术的高速数控加工中心集成监控方法及应基于多传感器数据融合技术的高速数控加工中心集成监控方法及应用研究用研究 摘摘 要要 高速数控加工中心是国民经济支撑行业普遍应用的关键设备，为保障生产安全，实现加工效能，提高产品质量，保证生产安全，拓展装备工艺，提出一种混合型高速 CNC 加工中心集成监控方法，采用多传感器数据融合技术，实现柔性化工艺系统及工作过程的监控。

针对高速数控加工中心的结构和工作特点，构建面向物理样机的多传感器监控系统及虚拟测试系统，给出多传感器特征筛选及数据融合方法及应用技术 给出了基于 ANSYS Workbench 的离线特征筛选和清洗方法，比较精准的确定传感器安装位置，整理得到传感器特征数据库解决了基于 Labview—Matlab 的数据快速处理及监控信息表征问题，结合神经网络模型，从影响加工条件的高速加工中心的动静态及热态性能的传感器信号入手，完成集信号采集、信号处理、监控于一体的监控系统，从而实现了高速数控加工中心集成监控探索了一条新路 关键词：关键词：高速数控加工中心，集成监控，多传感器数据融合 ii BASED ON MULTI-SENSOR DATA FUSION TECHNOLOGY HIGH SPEED NC MACHINING CENTER INTEGRATED MONITORING METHOD AND APPLICATION RESEARCH ABSTRACT High speed CNC machining center is a national economy to support the industry universal application of key equipment, to ensure production safety, realize the processing efficiency, improve product quality, ensure safety in production, development of equipment technology, this paper presents a hybrid type high-speed CNC machining center integrated monitoring method, based on multi-sensor data fusion technology, to realize the flexible process system and working process on line monitoring system. High speed CNC machining center 's structure and working characteristic, construction of the physical prototype of multi sensor monitoring system and virtual test system, gives the multi sensor feature selection and data fusion method and application technology. Based on ANSYS Workbench offline feature selection and cleaning method, a more accurate to determine the sensor position, finishing get sensor characteristic database. Solution based on Labview - Matlab online data quick processing and monitoring information representation problem, combined with the neural network model, the effects of processing conditions on the high speed machining center of static and dynamic and thermal performance of the sensor signal to start, complete set of signal acquisition, signal processing, control of integrated monitoring system, thereby realizing high speed CNC machining center integrated monitoring to explore a new way. KEY WORDS：：High speed CNC machining center, Integrated monitoring, Multi sensor data fusion iii 目目 录录 摘摘 要要 ........................................................................................................................ i ABSTRACT ............................................................................................................. ii 目目 录录 ...................................................................................................................... iii 符号说明符号说明 ................................................................................................................... v 第一章第一章 绪论绪论 ............................................................................................................. 1 § 1-1 课题的研究背景及意义 ...................................................................................................................... 1 § 1-2 国内外相关技术研究进展 .................................................................................................................. 2 1-2-1 高速切削加工过程监控研究现状 ............................................................................................ 2 1-2-2 多传感数据融合技术在系统监控中的应用现状 ..................................................................... 3 § 1-3 课题的主要研究内容 .......................................................................................................................... 4 第二章第二章 高速数控加工制造的复杂工况及传感器搭建高速数控加工制造的复杂工况及传感器搭建 ........................................ 6 § 2-1 高速数控加工中心的特点 .................................................................................................................. 6 § 2-1 高速数控加工系统的工况分析 ......................................................。