收藏本站
《光学精密工程》 2015年05期
收藏 | 投稿 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于神经网络与遗传算法的刀具磨损检测与控制

秦国华  谢文斌  王华敏  
【摘要】:针对切削参数对刀具磨损状况和使用寿命的影响,研究了基于神经网络和遗传算法的刀具磨损检测与控制方法。采用多因素正交试验设计方法进行了马氏体不锈钢平面的铣削实验,通过万能工具显微镜测量后刀面的磨损量得到训练样本。借助BP神经网络的非线性映射能力,通过有限的训练样本建立了关于切削速度、每齿进给量、背吃刀量和切削时间的刀具磨损预测模型。实验显示该神经网络预测模型的预测误差不超过5.4%。最后构建了使刀具磨损量为最小的切削参数优化模型,根据每一代的刀具磨损量定义个体的适应度评价函数,提出了切削参数优化模型的遗传算法求解技术。与Taguchi法相比,基于遗传算法的优化方法所获得的最优切削参数减小了6.734%的刀具磨损量。实验显示:提出的刀具磨损检测与控制技术提高了刀具磨损量的计算效率与精度,并为切削参数的合理选择提供了基础理论。
【作者单位】南昌航空大学无损检测教育部重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.51165039,No.51465045) 江西省自然科学基金资助项目(No.20142BAB206018) 无损检测技术教育部重点实验室开放基金资助项目(No.ZD201029004)
【分类号】:TG71;TP274
【正文快照】:
1引言刀具磨损严重影响加工效率、工件质量和加工成本,近年来,研究人员对机械加工过程中刀具的磨损机理与磨损类型进行了大量的研究[1]。葛英飞等人[2]通过聚晶金刚石刀具(Polycrystalline Diamond,PCD)高速铣削SiC/Al复合材料实验,发现增强SiC颗粒尺寸、减小刀具材料晶粒尺寸

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李友生;邓建新;张辉;李剑锋;;高速车削钛合金的硬质合金刀具磨损机理研究[J];摩擦学学报;2008年05期
2 江平;邓志平;;基于BP网络对刀具磨损的预测[J];煤矿机械;2012年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 田荣鑫;史耀耀;杨振朝;梁永收;石凯;;TC17钛合金铣削刀具磨损对残余应力影响研究[J];航空制造技术;2011年Z1期
2 郑敏利;范依航;;高速切削典型难加工材料刀具摩擦与磨损机理研究现状[J];哈尔滨理工大学学报;2011年06期
3 李广旭;刘强;李刘合;;纳米TiAlN涂层硬质合金刀具高速铣削AerMet100钢的磨损机理[J];摩擦学学报;2010年02期
4 李安海;赵军;罗汉兵;裴志强;;高速干铣削钛合金时涂层硬质合金刀具磨损机理研究[J];摩擦学学报;2012年01期
5 杨晓勇;任成祖;陈光;;钛合金铣削刀具磨损对表面完整性影响研究[J];机械设计;2012年11期
6 姜增辉;王琳琳;石莉;吴月颖;;硬质合金刀具切削Ti6Al4V的磨损机理及特征[J];机械工程学报;2014年01期
7 李春广;葛英飞;郭新;熊文亮;付细群;;铝合金薄壁中空结构件重负荷铣削切削力研究[J];南京工程学院学报(自然科学版);2014年01期
8 李琛;姚学练;刘世缘;马廉洁;王二涛;;基于ABAQUS和灰色系统的硬脆材料可车削性评价[J];机械工程师;2014年06期
9 尚广云;邓志平;张正义;;基于ANSYS的细长轴双刀车削加工时瞬态动力学分析[J];河南科技;2014年11期
10 吴彬;张登清;张斌;;基于正交试验法的TC4钛合金铣削参数优化[J];机械工程师;2014年08期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 危卫华;热氢处理改善钛合金切削加工性的基础研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 杨泽青;基于复杂系统理论的高速数控加工装备动静态特性监控技术研究[D];河北工业大学;2010年
3 范依航;高效切削钛合金Ti6Al4V刀具磨损特性及切削性能研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
4 王晓琴;钛合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨损特性及刀具寿命研究[D];山东大学;2009年
5 张宗阳;基于最小表面磨损率的刀具磨损及加工表面层特性研究[D];山东大学;2012年
6 刘鹏;超硬刀具高速铣削钛合金的基础研究[D];南京航空航天大学;2011年
7 李安海;基于钛合金高速铣削刀具失效演变的硬质合金涂层刀具设计与制造[D];山东大学;2013年
8 王宝林;钛合金TC17力学性能及其切削加工特性研究[D];山东大学;2013年
9 刘志军;热管铣刀设计制备及其散热性能分析[D];华南理工大学;2013年
10 王扬渝;多硬度拼接淬硬钢铣削动力学研究[D];浙江工业大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 王珉,张幼桢;钛合金端铣时硬质合金刀具磨损机理的研究[J];航空学报;1988年09期
2 戴海港;邓志平;;基于神经网络的数控加工物理仿真的研究[J];机床与液压;2010年23期
3 刘林海;金属基复合材料的切削加工[J];武汉交通科技大学学报;1994年04期
4 徐九华,左敦稳,杨明达;金属基复合材料的切削加工[J];TRANSACTIONS OF NANJING UNIVERSITY OF AERONAUTICS & ASTRONAUTICS;1995年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 焦江;刘星;陈都;;遗传算法在飞行冲突解脱中的应用分析[J];飞机设计;2012年04期
2 韩万林,张幼蒂;遗传算法的改进[J];中国矿业大学学报;2000年01期
3 耿新青;遗传算法及其应用[J];鞍山钢铁学院学报;2000年06期
4 张慧平,刘洪谦,麻德贤;改进遗传算法在过程系统工程中的求解策略[J];北京化工大学学报(自然科学版);2000年04期
5 张晋,李冬黎,李平;遗传算法编码机制的比较研究[J];中国矿业大学学报;2002年06期
6 刘峰,胡非;用遗传算法优化工业污染源布局[J];城市环境与城市生态;2003年06期
7 曾颖,林金清,李浩然,韩世钧;应用遗传算法估算溶液热力学模型参数[J];计算机与应用化学;2003年Z1期
8 王晶,江弘,杨建军;噪声环境下的遗传算法[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年01期
9 彭晓华,冯永安,郭嗣琮;遗传算法的改进及其在方程组求解中应用[J];辽宁工程技术大学学报;2004年02期
10 张丽丽;马云东;魏令勇;;遗传算法在区域水污染控制系统规划中应用[J];辽宁工程技术大学学报;2005年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 韩娟;;遗传算法概述[A];第三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2006年
2 庞国仲;王元西;;基于遗传算法控制步长的定性仿真方法[A];'2000系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2000年
3 林家恒;李国锋;田国会;刘长有;;遗传算法在旋转货架拣选优化中的应用[A];1996中国控制与决策学术年会论文集[C];1996年
4 史骏;裘聿皇;;遗传算法中基因排列方式对运行的影响[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
5 韩战钢;;遗传算法及在经济中的应用[A];Optimization Method, Econophysics and Risk Management--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年
6 唐毅;葛运建;王定成;江建举;;遗传算法在运动员技术动作优化中的应用研究[A];2003年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2003年
7 文泾;朱玉文;;用遗传算法进行航线规划[A];全国第16届计算机科学与技术应用(CACIS)学术会议论文集[C];2004年
8 于春梅;黄玉清;杨胜波;;遗传算法在参数辨识中的应用进展[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
9 王志宏;王斌;;基于遗传算法的非确定性目标优化[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
10 王晓东;刘全利;金吉凌;王伟;;基于序次优化策略的改进遗传算法[A];第二十三届中国控制会议论文集(下册)[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
2 高雪娟;协同设计的平台策略[N];中国计算机报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周辉仁;递阶遗传算法理论及其应用研究[D];天津大学;2008年
2 郝国生;交互式遗传算法中用户的认知规律及其应用[D];中国矿业大学;2009年
3 侯格贤;遗传算法及其在跟踪系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;1998年
4 马国田;遗传算法及其在电磁工程中的应用[D];西安电子科技大学;1998年
5 唐文艳;结构优化中的遗传算法研究和应用[D];大连理工大学;2002年
6 周激流;遗传算法理论及其在水问题中应用的研究[D];四川大学;2000年
7 刘冀成;基于改进遗传算法的生物电磁成像与磁场聚焦应用研究[D];四川大学;2005年
8 袁丽华;基于物种进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
9 李航;遗传算法求解多模态优化问题的研究[D];天津大学;2007年
10 闫璞;遗传算法在高级计划与排程问题中的若干应用研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谷克;遗传算法在公路路线智能决策系统中的应用研究[D];长安大学;2008年
2 李艳娇;基于改进遗传算法的刚架结构截面力学特性参数优化的研究[D];吉林大学;2009年
3 任巍;求解极小碰集的遗传算法的研究与改进[D];吉林大学;2009年
4 王赫;混沌遗传算法在模式识别中的应用[D];东北电力大学;2009年
5 于蕾蕾;双种群遗传算法的改进及其应用研究[D];合肥工业大学;2009年
6 王婧;遗传算法及其在聚类分析中的应用[D];华中师范大学;2009年
7 胡文斯;基于遗传算法的车间作业调度问题的研究[D];中国海洋大学;2009年
8 吴明华;基于遗传算法的养护机械生产车间作业调度问题的研究[D];长安大学;2007年
9 尉钰;基于改进遗传算法的桥梁模型动力优化[D];长安大学;2007年
10 王银年;遗传算法的研究与应用[D];江南大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026