前言：本站為你精心整理了機械加工建模傳感器增強技術(shù)淺談范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：以機械加工傳感器為研究對象，分析了其建模的思想和增強技術(shù)，以此增強了機械加工傳感器模型的可靠性。

關(guān)鍵詞：機械加工；傳感器；建模；增強技術(shù)

引言

隨著社會的進步、經(jīng)濟的發(fā)展及科學(xué)技術(shù)水平的提高，為機械加工生產(chǎn)效率提供了可靠的保障，進而利于生產(chǎn)成本的控制及生產(chǎn)效益的增多。在實際加工過程中，機械加工建模扮演著重要的角色，它有效預(yù)測了機械加工的性能，改進了機械加工工藝。在實際建模過程中，預(yù)測目標(biāo)受諸多因素的影響，此時可結(jié)合預(yù)測目標(biāo)和影響因素間的關(guān)系，構(gòu)建適合的預(yù)測模型。但機械加工的數(shù)量眾多，種類豐富，加工過程各異，因此，各變量間的關(guān)系難以明確。在此情況下，機械加工建模僅考慮輸入輸出變量間的關(guān)系，很難有效構(gòu)建金屬切削加工模型，進而制約著制造技術(shù)的推廣，降低實效性與適用性。與此同時，在建模研究過程中，對實驗數(shù)據(jù)的要求相對較高，不僅要具備一定的數(shù)量，還要擁有一定的質(zhì)量，此時的數(shù)據(jù)難以從文獻資料或?qū)嶒炑芯恐蝎@取。因此，需要生產(chǎn)實踐，以保證所有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可靠性，同時通過實驗驗證模型的可用性，最后，仍需要大量的離線實驗，進而實現(xiàn)對建模數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)。

1機械加工傳感器建模的思想簡介

針對機械加工傳感器建模而言，其基本思想為黑箱建模，此方法是指將復(fù)雜的研究對象看作為一個黑箱，借助傳感器對其輸入與輸出的狀態(tài)進行檢測，同時采用人工智能手段，構(gòu)建輸入與輸出二者間變量的關(guān)系，最終將為研究對象提供一個描述模型。與此同時，傳感器將對研究對象展開實時的檢測，如：輸入與輸出狀態(tài)，結(jié)合二者的變化情況，以此進一步修正模型。根據(jù)相關(guān)文獻報道可知，現(xiàn)有的機械加工預(yù)測模型與傳感器實時檢測相配合后，有效、全面地掌握了機械加工的輸入與輸出狀態(tài)，通過對二者的分析，為原有模型的改進提供了可靠的依據(jù)，而及時修正后，模型預(yù)測能力也進一步增強。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建機械加工模型過程中，應(yīng)關(guān)注傳感器的正確選取，同時也要豐富信號處理方法，以此保證切削加工狀態(tài)的準(zhǔn)確判斷，使加工過程狀態(tài)與距離希望特性大小及趨勢等相關(guān)內(nèi)容的預(yù)測效果將更加顯著[1]。在構(gòu)建機械加工模型時，應(yīng)根據(jù)解決方案，選擇適合機床裝備的傳感器及相關(guān)的信息輸入設(shè)備，以此保證信息搜集的全面、及時與高效。此時，機械加工中涉及的影響因素及其與預(yù)測目標(biāo)間的關(guān)系均被忽略，而將機械加工看作為一個黑箱，此時僅對其黑箱的輸入和輸出給予高度關(guān)注即可，而二者狀態(tài)均可通過傳感器實現(xiàn)全方位的檢測。在對產(chǎn)品進行首次加工過程中，應(yīng)根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)定，如：以公用的加工數(shù)據(jù)為依據(jù)設(shè)置初始加工條件，并且將具體加工狀態(tài)及輸出值借助傳感器進行檢測，同時反饋至原始模型；此后，原始模型借助文獻報道中所顯示的數(shù)據(jù)，做成相應(yīng)的估計常值；最后，在明確傳感信息的條件下，逐漸改進原始模型。在對產(chǎn)品進行二次加工過程中，應(yīng)結(jié)合改進模型，對切削數(shù)據(jù)進行計算。此時的反復(fù)循環(huán)，使模型憑借加工信息進行了不斷地完善，進而模型的預(yù)測能力也將進一步增強。

2機械加工傳感器建模的增強技術(shù)

對于機械加工模型而言，其中應(yīng)用傳感器所構(gòu)成的增強模型，提高模型的預(yù)測能力，具體表現(xiàn)在以下兩方面，一方面，構(gòu)建模型的主要目的是對性能指標(biāo)的數(shù)值及其趨勢等進行預(yù)測，此時的性能指標(biāo)主要來自于機械加工的輸入值與機械加工系統(tǒng)的當(dāng)前狀態(tài)，但通過研究分析可知，普遍的當(dāng)前狀態(tài)難以獲取，因此，所構(gòu)建的機械加工模型也缺少科學(xué)性與適用性。但在機械加工時利用傳感器，此時其獲取的檢測信號便是當(dāng)前狀態(tài)的結(jié)果，因此，在建模過程中，應(yīng)用傳感器是必要的。在實際建模時，應(yīng)注意傳感器選擇的適合性與信號處理方法的準(zhǔn)確性，以此保證機械加工當(dāng)前狀態(tài)的及時與準(zhǔn)掌握。另一方面，在信息時代，機械加工數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用日漸普遍與廣泛，但其缺點較為明顯，即：昂貴的價格及較差的準(zhǔn)確性等，同時其最為顯著的不足是，難以實現(xiàn)準(zhǔn)確的模型系數(shù)校準(zhǔn)，為了充分發(fā)揮機械加工數(shù)據(jù)庫的作用，保證模型系數(shù)校準(zhǔn)的高效與準(zhǔn)確，需要利用傳感器，輸出標(biāo)定的預(yù)測模型[2]。例如：以某機械加工預(yù)測模型為研究對象，同一個加工過程的預(yù)測輸出與傳感器檢測試劑輸出分別為P和S，其中S為實時加工的最新顯示，因此，它包含眾多關(guān)于該加工過程的響應(yīng)信息。此時，為了確定模型的修正值，應(yīng)選擇適合的方法，而模型的系數(shù)集，其初值應(yīng)有靜態(tài)的加工數(shù)據(jù)庫進行設(shè)置。通過對機械加工研究可知，其對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN的應(yīng)用較為普遍，通常情況下，選用名義加工輸入值或傳感器檢測信號特征，也可能將二者結(jié)合以此作為輸入值，此方法雖然應(yīng)用效果顯著，但其確定也不容忽視，即：每個感知過程均為一個獨立事件。因此，為了彌補上述方法的不足，可借助預(yù)測模型，以此加速模型的感知過程，同時感知系統(tǒng)的穩(wěn)定性也將進一步增強[3]。將上述方法通過實驗研究顯示，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)ANN的學(xué)習(xí)系統(tǒng)LN引入后，將傳感器檢測功能與模型學(xué)習(xí)能力有機地結(jié)合，保證了模型預(yù)測精度的增強。對于此模型而言，MDB屬于簡單的加工數(shù)據(jù)庫，將名義輸入值分別加入到加工系統(tǒng)、加工預(yù)測模型與學(xué)習(xí)系統(tǒng)LN中，此時學(xué)習(xí)系統(tǒng)輸入端存在三項輸入，即：名義輸入值、預(yù)測模型輸出與傳感器輸出，此后利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)理論，選取給以的學(xué)習(xí)模型，并訓(xùn)練多項輸入信息，進而獲得系統(tǒng)增強模型的預(yù)測輸出[4]。

3結(jié)語

在機械加工建模過程中融入傳感器，它促進模型預(yù)測能力的增強，同時簡化建模的環(huán)節(jié)和降低建模的難度。本文主要分析了機械加工傳感器的建模思想，闡述了機械加工傳感器建模的增強技術(shù)，相信機械加工傳感器建模的可靠性與適應(yīng)性將不斷增強。

參考文獻

[1]仲作陽.微機械諧振器的能量耗散機理與復(fù)雜動力學(xué)特性研究[D].上海:上海交通大學(xué),2014.

[2]汪延成.仿生蜘蛛振動感知的硅微加速度傳感器研究[D].杭州:浙江大學(xué),2010.

[3]鄭永.基于時柵傳感器的精密蝸輪副動態(tài)檢測技術(shù)研究[D].合肥:合肥工業(yè)大學(xué),2011.

[4]肖傳明.精密臥式加工中心的綜合動態(tài)精度設(shè)計與應(yīng)用[D].北京:北京工業(yè)大學(xué),2013.

作者：葉婷 單位：西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院