CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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磨削功率信号采集与动态功率监测数据库建立方法

王进玲 李建伟 田业冰 刘俨后 张昆

王进玲, 李建伟, 田业冰, 刘俨后, 张昆. 磨削功率信号采集与动态功率监测数据库建立方法[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(3): 356-363. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0608
引用本文: 王进玲, 李建伟, 田业冰, 刘俨后, 张昆. 磨削功率信号采集与动态功率监测数据库建立方法[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(3): 356-363. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0608
WANG Jinling, LI Jianwei, TIAN Yebing, LIU Yanhou, ZHANG Kun. Methods of grinding power signal acquisition and dynamic power monitoring database establishment[J]. Diamond &Abrasives Engineering, 2022, 42(3): 356-363. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0608
Citation: WANG Jinling, LI Jianwei, TIAN Yebing, LIU Yanhou, ZHANG Kun. Methods of grinding power signal acquisition and dynamic power monitoring database establishment[J]. Diamond &Abrasives Engineering, 2022, 42(3): 356-363. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0608

磨削功率信号采集与动态功率监测数据库建立方法

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0608
基金项目: 国家自然科学基金(51875329);山东省泰山学者工程专项(tsqn201812064);山东省自然科学基金(ZR2017MEE050);山东省重点研发计划(2018GGX103008, 2019GGX104073);山东省高等学校青创科技项目(J17KA037);淄博市重点研发计划(2019ZBXC070)。
详细信息
    作者简介:

    王进玲,女,1986年生,博士研究生、博后。主要研究方向:磨削过程在线监测与大数据驱动的智能决策方法等。E-mail:wangjinling@sdut.edu.cn

    通讯作者:

    田业冰,男,1979年生,教授、博士生导师。主要研究方向:精密与超精密加工、智能监控及大数据分析。E-mail:tyb79@sina.com;tianyb@sdut.edu.cn

  • 中图分类号: TG58;TH16

Methods of grinding power signal acquisition and dynamic power monitoring database establishment

  • 摘要: 以PPC−3功率传感器和NI 9203数据采集卡搭建磨削功率监控实验平台,基于LabVIEW软件开发过程监测功率数据驱动的智能磨削工艺决策系统,促进磨削加工的绿色高效智能化。为克服决策系统底层过程监测数据(即在线采集的磨削动态功率信号)的数据量巨大且混入有噪声、典型特征不明显等问题,提出一种磨削功率信号特征提取和关系型数据库建立方法。采用Ⅱ型切比雪夫低通滤波器滤波,提高磨削功率信号的信噪比,基于寻峰寻谷法提取功率信号峰谷特征点并进行时域标记,且为保证磨削功率数据的完整性及精度进行首尾修正及插值修正。同时,基于二值化对磨削加工过程进行工作状态标记,并将动态流数据转换为字符串存储在关系型数据库单元格中。轴承钢磨削实验结果表明:数据库建立方法能够精确提取磨削功率特征,并将2090000个动态数据点转变为2×52998个单元格数据,其数据量降至原数据的5.07%,数据的存储规模显著降低,磨削功率数据库的访问速度加快。

     

  • 图  1  磨削功率采集实验平台

    Figure  1.  Grinding power acquisition experimental platform

    图  2  磨削功率信号采集与数据库存储系统界面

    Figure  2.  Interface of grinding power signal acquisition and database storage system

    图  3  磨削功率信号特征提取、压缩和存储流程

    Figure  3.  Extraction, compression and storage flow of grinding power signal

    图  4  Ⅰ型和Ⅱ型切比雪夫滤波器的频率响应

    Figure  4.  Frequency response of type Ⅰ and type Ⅱ Chebyshev filters

    图  5  滤波后的功率数据

    Figure  5.  Filtered power data

    图  6  数据首尾点丢失示意图

    Figure  6.  Schematic diagram of data head and tail point loss

    图  7  不同插值点数时的拟合示意图

    Figure  7.  Fitting diagram of different interpolation points

    图  8  状态标记流程图

    Figure  8.  Flow chart of status marking

    图  9  状态标记后的磨削功率信号

    Figure  9.  Grinding power signal after status marking

    图  10  状态去重流程图

    Figure  10.  Flow chart of removing duplicate states

    图  11  状态去重结果示意图

    Figure  11.  Schematic diagram of state deduplication results

    图  12  功率信号y(2 090 000)的拟合波形数据

    Figure  12.  Fitting waveform data of y(2 090 000) power signal

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  • 收稿日期:  2021-06-08
  • 修回日期:  2022-03-25

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