[发明专利]一种铝合金薄壁件铣削过程表面质量在线检测系统

说明书

本发明公开了一种铝合金薄壁件铣削过程表面质量在线检测系统，包括依次连接的数据采集模块、时谱图生成模块、频谱图生成模块和表面质量在线检测模块；所述时谱图生成模块与表面质量在线检测模块连接，所述表面质量在线检测模块包括训练好的4个并行的Resnet18网络模型、以及Resnet18网络模型的输出端依次连接的全连接层和softmax层。本发明使用铣削过程中采集到切削力信号和噪声信号，进行小波包分解与重构、以及傅里叶变换；再将处理过后的信号输入到训练好的基于Resnet18的神经网络中获取表面残余应力，实现铝合金薄壁件铣削过程中实现表面质量在线检测；具有检测难度低、检测效果好等优点。

技术领域

本发明涉及铝合金薄壁件制造领域，具体涉及一种铝合金薄壁件铣削过程表面质量在线检测系统。

背景技术

在高端装备制造领域，铝合金薄壁件是不可或缺的重要零部件，其表面的平整度对设备有着重要的影响。因此，在制造铝合金薄壁件的最后一个环节就是对铝合金薄壁件表面的平整度的检测，通常都是采用抽检的方式对一批铝合金薄壁件进行检测，这种检测方式存在次品漏检、检测困难、检测成本高等问题。也有作者提出基于图像识别缺陷方法对铝合金表面质量进行检测，但是因为铝合金表面光洁度高，反光严重，采集的图像细节会被高光覆盖，导致基于图像识别缺陷算法的检测难度大、检测效果差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝合金薄壁件铣削过程表面质量在线检测系统，该系统可对在线对铝合金薄壁件表面进行检测，检测难度小、检测效果好。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种铝合金薄壁件铣削过程表面质量在线检测系统，包括依次连接的数据采集模块、时谱图生成模块、频谱图生成模块和表面质量在线检测模块；所述时谱图生成模块与表面质量在线检测模块连接；

所述数据采集模块用于采集铝合金薄壁件铣削过程中的切削力信号和噪音信号；

所述时谱图生成模块用于将切削力信号和噪音信号进行分解与重构处理后获得切削力时谱信号和噪音时谱信号，并分别根据切削力时谱信号和噪音时谱信号生成切削力时谱图和噪音时谱图，所述分解与重构处理采用小波包变换实现；

所述频谱图生成模块用于将切削力时谱信号和噪音时谱信号进行时频转换后获得切削力频谱信号和噪音频谱信号，并分别根据切削力频谱信号和噪音频谱信号生成切削力频谱图和噪音频谱图，所述时频转换采用快速傅里叶变换实现；

所述表面质量在线检测模块用于根据所述切削力时谱图、噪音时谱图、切削力频谱图和噪音频谱图获取表面残余应力区间，并根据所述表面残余应力区间实现对铝合金表面质量在线检测，所述表面质量在线检测模块包括训练好的4个并行的Resnet18网络模型、以及Resnet18网络模型的输出端依次连接的全连接层和softmax层。

进一步地，所述数据采集模块包括用于采集切削力信号的切削力测试仪和用于采集噪音信号的音频采集器。

进一步地，所述切削力信号和噪音信号的采样频率大于铣削过程中的铣刀的转速与铣刀的刀刃数量两者的乘积。

进一步地，所述时谱图生成模块对切削力信号和噪音信号分解，具体按照如下公式进行：