[发明专利]数控机床动态特性衰变的评估方法

权利要求书

1.一种数控机床动态特性衰变的评估方法，其特征在于，包括以下四个步骤：

步骤一：获得所述数控机床的一定特征点在初始时间K₀时的特征数据序列作为参考特征数据序列X₀；

步骤二：获得所述一定特征点在待测时间K_i的特征数据序列作为对比特征数据序列X_i；

步骤三：根据所述X₀和所述X_i，计算得到二者的闵可夫斯基贴近度N_i；以及

步骤四：基于所述N_i的数值进行评估，数值越大，则K_i时所述数控机床的动态特性与K₀时的动态特性越接近，所述数控机床的动态特性的衰变程度越小，数值越小，则K_i时所述数控机床的动态特性与K₀时的动态特性相差越大，所述数控机床动态特性的衰变程度越大。

2.根据权利要求1所述的数控机床动态特性衰变的评估方法，其特征在于：

其中，所述一定特征点为主轴振动特征点、工作台振动特征点和工件夹具振动特征点中的任意一个或多个。

3.根据权利要求1所述的数控机床动态特性衰变的评估方法，其特征在于：

其中，所述步骤一和所述步骤二中的所述特征数据序列的获得方法均为：使所述数控机床在特定参数下运行，采集所述一定特征点的加速度信号；对所述加速度信号采用1/3倍频程频谱分析法进行特征提取，获得所述特征数据序列。

4.根据权利要求3所述的数控机床动态特性衰变的评估方法，其特征在于：

其中，所述1/3倍频程频谱分析法包括以下四个步骤：

a、采用基‐2算法的FFT变换将所述加速度信号转换至频域，得到离散频域功率谱，该离散频域功率谱包括离散频率及功率谱幅值；

b、利用1/3倍频程频谱分析法对所述加速度信号进行频谱分析，将所述加速度信号的频谱划分为n个频带，分别计算得到每一个频带的中心频率f_c；

c.根据公式分别计算得到每一个频带的中心频率f_c所对应的上限频率f_u和下限频率f_d；

d.根据所述频域功率谱，分别将每一个频带内的离散频率及对应的功率谱幅值、该频带的上限频率、和该频带的下限频率带入公式得到该频带的功率谱S_x,n，式中，f_d,n、f_u,n分别为该频带的下限频率和上限频率，f_i为该频带的离散频率，S_x,n(f_i)为该频带的各离散频率的功率谱幅值，

根据公式分别计算得到每一个频带的振动幅值A_n，所有频带的振动幅值构成所述特征数据序列。

5.根据权利要求4所述的数控机床动态特性衰变的评估方法，其特征在于：

其中，所述频谱分析中，所取的频率范围是20Hz～10kHz，共划分为28个频带。

6.根据权利要求4所述的数控机床动态特性衰变的评估方法，其特征在于：

其中，所述频谱分析中，所取的频率范围是20Hz～20kHz，共划分为30个频带。

7.根据权利要求1所述的数控机床动态特性衰变的评估方法，其特征在于：

其中，所述闵可夫斯基贴近度N_i的计算方法包括以下两步：

步骤一：计算所述X_i对所述X₀的模糊隶属度；

步骤二：根据所述模糊隶属度，计算得到闵可夫斯基距离d_i(X_i,X₀)，

根据公式N_i＝N_i(X_i,X₀)＝1‐d_i(X_i,X₀)，计算得到所述X_i与所述X₀之间的闵可夫斯基贴近度。