[发明专利]麻花钻磨损监测方法

权利要求书

1.麻花钻磨损监测方法，由主轴电机和进给电机共同驱动所述麻花钻进行工件切削， 其特征在于，包括如下步骤：

（1）设定切削参数：设所述主轴电机的转速为n；设当所述主轴电机转动一圈时，所述进 给电机的进给量为f；

（2）当所述主轴电机和所述进给电机以步骤（1）中所述切削参数工作时，分别采集所述 麻花钻的钻头在正常磨损、过度磨损和崩刃三种磨损状态下的以下四个参数：所述麻花钻 钻头的钻削力、所述麻花钻钻头的扭矩、所述主轴电机的电流和所述进给电机的电流；

（3）对步骤（2）所述四个参数按db4小波包进行三层小波包分解，得到8个频带能量谱， 取其中第2、3、4和5的四个频段的能量谱作为特征值作为条件属性，将所述麻花钻的钻头的 所述三种磨损状态作为决策属性，建立决策表；

（4）将步骤（3）所述四个频段的能量谱作为BP神经网络的输入向量，所述麻花钻的钻头 的所述三种磨损状态作为所述BP神经网络的输出向量，所述BP神经网络的每组输入向量和 输出向量构成一组数据样本，选取40组所述数据样本对所述BP神经网络进行训练学习，以 确定所述BP神经网络的各层神经元的系数；

（5）用训练好的所述BP神经网络对所述麻花钻的钻头的磨损状态进行预测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述四个参数的采样频率为1kHz。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述麻花钻钻头的钻削力和所述 麻花钻钻头的扭矩由四分力压电式传感器采集。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述主轴电机的电流和所述进给 电机的电流由三相交流互感器采集。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述BP神经网络选择3层，输入神经元为4个 节点，输出神经元为1个节点。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过逐步改变所述BP神经网络的隐含层节点 数来对BP神经网络进行训练，将所述BP神经网络的输出误差最小时对应的隐含层节点数确 定为训练后的所述BP神经网络的隐含层节点数。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述BP神经网络进行训练学习的步骤如 下：

（a）初始化权值及阈值为(-1,1)区间的随机值；

（b）进入循环，计算隐含层各节点和输出层各节点的输入与输出；

（c）计算隐含层和输出层各节点的误差；

（d）使用有自适应逻辑回归的梯度下降法修正阈值；

（e）完成一个循环，判断全局误差是否小于指定值；若是，则退出循环，转到步骤(f)；若 否，则返回步骤(b)；

（f）计算输出层；

（g）训练结束。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，用训练好的所述BP神经网络对所述麻花钻的 钻头磨损状态进行预测时，

当所述BP神经网络的输出值在[0.5,1.499]范围内时,则所述麻花钻的钻头磨损状态 为正常磨损；

当所述BP神经网络的输出值在[1.5,2.499]范围内时，则所述麻花钻的钻头磨损状态 为过度磨损；

当所述BP神经网络的输出值在[2.5,3.499]范围内时,则所述麻花钻的钻头磨损状 态为崩刃。