Fisher准则函数在机械刀具切削磨损检测中的应用

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作者 任慧 马金萍 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期154-159,165,共7页

在高精度机床道具切削磨损无接触图像检测中,磨损区域边缘特征容易发生混淆,区分其像素边缘区域成为一个难点。Fisher判别函数可以用于特征提取,即通过选择最具有区分力的特征来改善分类性能。针对这一特点,提出基于Fisher准则函数的机... 在高精度机床道具切削磨损无接触图像检测中,磨损区域边缘特征容易发生混淆,区分其像素边缘区域成为一个难点。Fisher判别函数可以用于特征提取,即通过选择最具有区分力的特征来改善分类性能。针对这一特点,提出基于Fisher准则函数的机械刀具切削磨损检测方法。首先,对采集到的机械刀具切削磨损图像实施图像增强处理,利用实施修正线性拉伸操作解决光照不均匀问题,凸出刀具磨损区域的细节特征并提高图像质量;其次,利用基于Fisher准则函数的图像阈值分割方法,将刀体区域和其工作背景区域分割出来,使刀具磨损区域更加清晰,提高磨损区域的可识别性;最后,通过Roberts边缘检测确定刀具切削磨损边缘,并使用Zernike正交矩确定刀具切削磨损边缘的精确值以获取磨损区域,提取其磨损信息实现机械刀具切削磨损的检测。实验结果表明:所提方法具有较高图像处理能力以及磨损检测精度。 展开更多

关键词 图像增强 Fisher准则函数 图像阈值分割 Roberts边缘检测 Zernike正交矩 磨损检测

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基于轮胎内嵌传感器阵列的智能轮胎磨损检测方法

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作者 金立生 赵鑫 +5 位作者 谢宪毅 杨浩 路波 宋明亮 郭柏苍 曹耀光 《汽车工程》 北大核心 2025年第6期1207-1218,共12页

为充分利用智能轮胎内嵌集成传感器阵列能够采集轮胎-地面接触状态多模态信息的优势,并用以提升轮胎磨损检测精度,本文提出一种基于轮胎内嵌传感器阵列感知信息的智能轮胎磨损检测方法。首先,构建了由加速度传感器与PVDF压电薄膜传感器... 为充分利用智能轮胎内嵌集成传感器阵列能够采集轮胎-地面接触状态多模态信息的优势,并用以提升轮胎磨损检测精度,本文提出一种基于轮胎内嵌传感器阵列感知信息的智能轮胎磨损检测方法。首先,构建了由加速度传感器与PVDF压电薄膜传感器组成的传感器阵列,设计智能轮胎嵌入式阵列数据采集系统,采集不同磨损程度轮胎在多种工况下的传感器阵列数据。其次,对传感器阵列波形数据进行Butterworth滤波并提取其多维时域特征。分析车辆行驶工况变化时传感器阵列数据的时域特征变化规律,发现车速与载荷变化时加速度传感器与PVDF压电薄膜传感器的时域特征(长度特征、面积特征)变化特性具有显著差异。最后,建立了融合两种传感器时域特征信息的联合特征集,并构建了轮胎磨损检测机器学习模型。测试结果表明基于传感器阵列的轮胎磨损检测平均绝对误差为0.13 mm,相较于仅使用加速度传感器和仅使用PVDF压电薄膜传感器分别下降了67.67%和56.81%。在磨损误差0.3 mm内,传感器阵列的轮胎磨损检测准确率达到88.81%;在磨损误差0.5 mm内,传感器阵列的轮胎磨损检测准确率达到96.42%。证明了基于传感器阵列的智能轮胎磨损检测机器学习模型的有效性与准确性。 展开更多

关键词 智能轮胎 传感器阵列 磨损检测 机器学习

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基于磁吸附式传感器的汽车轮胎双轴转向磨损检测

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作者 李靖 郑建校 《传感技术学报》 北大核心 2025年第2期316-321,共6页

为提高汽车运行稳定性与驾驶安全性,提出基于磁吸附式传感器的汽车轮胎双轴转向磨损检测方法。将磁吸附式传感器固定于轮胎与双轴连接处,采集汽车轮胎与地面附着系数;并利用磁场轮廓提取算法,提取磁场的轮廓或边界信息。再通过磁力计测... 为提高汽车运行稳定性与驾驶安全性,提出基于磁吸附式传感器的汽车轮胎双轴转向磨损检测方法。将磁吸附式传感器固定于轮胎与双轴连接处,采集汽车轮胎与地面附着系数;并利用磁场轮廓提取算法,提取磁场的轮廓或边界信息。再通过磁力计测量磁场强度,并将数据传输给计算机对轮胎与地面摩擦接触面进行扫描,生成轮胎磨损图像。利用高斯函数抑制汽车轮胎图像噪声,采用改进阈值法提取图像中轮胎的磨损特征;运用反向传播神经网络创建汽车轮胎双轴转向磨损检测模型,通过求解模型,输出磨损检测结果。仿真结果表明,所提方法磨损误检率较小,最大误检率为1.3%;检测时间低于0.36 s;IoU值最高为98%,可以实现高质量的汽车轮胎双轴转向磨损检测。 展开更多

关键词 磁吸附式传感器 磨损检测 BP神经网络 汽车轮胎 双轴转向

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Delaunay三角剖分的汽车螺旋锥齿轮磨损检测 被引量：1

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作者 刘怡然 李丽君 杜月云 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第1期285-288,293,共5页

由于汽车后桥螺旋锥存在耦合竖向振动,导致齿轮磨损难以精准检测,因此提出Delaunay三角剖分的汽车螺旋锥齿轮磨损检测方法。通过扫描式方法测量齿轮表面的离散数据,对相邻扫描线进行Delaunay三角剖分,完成齿面非特征离散数据分块,实现... 由于汽车后桥螺旋锥存在耦合竖向振动,导致齿轮磨损难以精准检测,因此提出Delaunay三角剖分的汽车螺旋锥齿轮磨损检测方法。通过扫描式方法测量齿轮表面的离散数据,对相邻扫描线进行Delaunay三角剖分,完成齿面非特征离散数据分块,实现对齿轮表面区域的全面描述。根据数据分块结果,采用基于Hermite插值的LMD算法,遍历计算三角网格的PF分量幅值,完成齿轮磨损故障的检测。实验结果表明,所提出方法的磨损深度与磨损率检测结果与实测结果基本一致,并且能够对齿轮磨损区域面积进行有效检测,检测精度最高达到98.7%。因此,说明所提出方法能够对齿轮磨损进行有效的检测。 展开更多

关键词 DELAUNAY三角剖分 汽车螺旋锥齿轮 磨损检测 非特征离散数据分块

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盘磨机磨盘磨损检测技术的研究 被引量：5

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作者 刘庆立 汤伟 +3 位作者 王孟效 王博 徐英英 刘庆红 《中国造纸》 CAS 北大核心 2017年第1期47-51,共5页

在大功率磨浆机内部高速、高压、高温条件下实时检测磨盘间隙,是一项十分艰巨而复杂的工作。本文基于同步磨损检测的思想,提出了利用磨损检测棒检测磨盘磨损量的新方法,并详细叙述了磨损检测棒的内部结构、安装方法及检测机理,为盘磨机... 在大功率磨浆机内部高速、高压、高温条件下实时检测磨盘间隙,是一项十分艰巨而复杂的工作。本文基于同步磨损检测的思想,提出了利用磨损检测棒检测磨盘磨损量的新方法,并详细叙述了磨损检测棒的内部结构、安装方法及检测机理,为盘磨机磨盘间隙检测提供了一条新途径。 展开更多

关键词 盘磨机 磨盘间隙 磨损检测 磨损检测棒

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基于工件纹理和卷积神经网络的刀具磨损检测 被引量：8

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作者 桑宏强 张新建 +2 位作者 刘丽冰 金国光 陈丽莎 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2019年第7期60-63,68,共5页

文章在现有刀具磨损检测算法的研究基础上,针对铣削刀具磨损检测提出了一种基于卷积神经网络的刀具磨损检测算法。对原始的AlexNet卷积神经网络参数以及训练算法进行了优化,同时搭建了实验平台,进行了机床切削实验并采集了大量的工件纹... 文章在现有刀具磨损检测算法的研究基础上,针对铣削刀具磨损检测提出了一种基于卷积神经网络的刀具磨损检测算法。对原始的AlexNet卷积神经网络参数以及训练算法进行了优化,同时搭建了实验平台,进行了机床切削实验并采集了大量的工件纹理图片,使用这些图片样本对所改进的方法进行验证并与其他算法进行了对比研究。结果表明,改进后的AlexNet卷积神经网络算法能够更好地对刀具磨损程度进行判断。 展开更多

关键词 刀具磨损检测 AlexNet 卷积神经网络 工件纹理

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基于小波变换的刀具磨损检测方法 被引量：7

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作者 向文江 赵学智 陈文戈 《工具技术》 北大核心 2000年第5期34-36,共3页

提出采用切削力信号的奇异性指数作为衡量刀具磨损的参量。利用小波变换对切削力信号进行分析 ,变换结果的模极大值点反映了刀具发生磨损或破损的时刻 ,而其奇异性指数的大小则反映了刀具的磨损状况。试验结果表明了该方法的有效性。

关键词 刀具磨损检测 小波变换 奇异性指数 模极大值

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小波域同态滤波的刀具磨损检测 被引量：5

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作者 管声启 屈云仙 高照元 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第11期1703-1707,共5页

为了消除光照不均对刀具磨损检测的影响,在研究刀具磨损特点的基础上,提出了一种刀具磨损检测的方法。首先,对刀具图像灰度值取对数并进行小波的单层变换;其次,对小波单层分解的近似子图进行同态滤波以消除光照不均的影响;然后,对滤波... 为了消除光照不均对刀具磨损检测的影响,在研究刀具磨损特点的基础上,提出了一种刀具磨损检测的方法。首先,对刀具图像灰度值取对数并进行小波的单层变换;其次,对小波单层分解的近似子图进行同态滤波以消除光照不均的影响;然后,对滤波后的近似子图、水平细节及垂直细节子图进行标准化处理;在此基础上,对分解的各子图进行选择性的图像融合处理;最后,通过最大类间方差法进行图像分割。实验表明:所采用的方法能够有效抑制光照不均的干扰,能够有效的实现刀具磨损检测。 展开更多

关键词 刀具磨损 小波变换 同态滤波 图像分割 磨损检测

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基于三点法的高铁钢轨打磨砂轮磨损检测仿真 被引量：2

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作者 肖旭 戴勇 刘学士 《机电工程》 CAS 2013年第1期85-89,共5页

针对高速铁路钢轨打磨过程中存在砂轮磨损问题,深入研究了钢轨打磨过程和砂轮磨损检测,提出了采用自为基准的三点法对钢轨打磨砂轮的磨损进行间接测量,建立了三点法测量的数学模型,对三点法测量的影响因素和测量方案进行了仿真,并对仿... 针对高速铁路钢轨打磨过程中存在砂轮磨损问题,深入研究了钢轨打磨过程和砂轮磨损检测,提出了采用自为基准的三点法对钢轨打磨砂轮的磨损进行间接测量,建立了三点法测量的数学模型,对三点法测量的影响因素和测量方案进行了仿真,并对仿真结果进行了分析,为测量小车的制作和测量方案的选取提供了依据。最后,对表示钢轨打磨前、后表面的两条正弦曲线进行了仿真测量,验证了三点法测量钢轨打磨砂轮磨损的可行性。仿真结果表明,该砂轮磨损检测方法是可行的,测量方案的稳定性明显。 展开更多

关键词 高速铁路 三点法 钢轨打磨 砂轮磨损检测 仿真

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几种钢轨磨损检测方法和仪器的对比分析 被引量：16

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作者 华长权 寇东华 +1 位作者 付石林 徐远中 《中国铁路》 2013年第4期67-70,共4页

对钢轨进行打磨前,必须对钢轨磨耗进行测量。针对国内钢轨磨损检测方法,从技术原理、使用情况和各自优缺点进行对比分析,并列举出相应产品,为我国钢轨磨损检测技术研究提供参考,为进一步提升我国钢轨磨损检测方法和技术奠定基础。

关键词 钢轨 磨损检测 打磨 磨耗量

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基于改进Mask Scoring R-CNN的铲齿磨损检测研究 被引量：6

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作者 卢进南 刘扬 +2 位作者 王连捷 杨润坤 丁振志 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期309-317,共9页

为了实现在电铲工作过程中对铲齿磨损进行实时检测,防止因铲齿磨损而影响电铲开采效率,提出了一种基于改进Mask Scoring R-CNN(region convolutional neural network,区域卷积神经网络)的铲齿实例分割模型。首先,以ResNet-101(residual ... 为了实现在电铲工作过程中对铲齿磨损进行实时检测,防止因铲齿磨损而影响电铲开采效率,提出了一种基于改进Mask Scoring R-CNN(region convolutional neural network,区域卷积神经网络)的铲齿实例分割模型。首先,以ResNet-101(residual network,残差网络)和改进的FPN(feature pyramid networks,特征金字塔网络)作为主干网络,提取高、低特征层的语义信息和细节特征并融合,结合ROI Align层对局部特征层进行裁剪和归一化处理,以完成目标检测与实例分割;然后,基于获取的铲齿分割效果图以及二值化掩码图形信息,计算实例分割后图像中铲齿部分的像素面积,以判断其磨损情况。结果表明,以ResNet-101和改进FPN为主干网络的铲齿实例分割模型在测试集上的平均像素精度为90.76%,平均交并比为83.62%,相比于以ResNet-101和传统FPN为主干网络的实例分割模型分别提升了1.18%和1.21%。在电铲采掘工作现场进行8次铲齿磨损检测实验,检测到的每颗铲齿的磨损程度波动幅度均小于2%,均方差为0.7左右,说明所提出的实例分割模型对铲齿有较好的分割效果和稳定性,基本满足磨损检测要求。研究结果可为铲齿磨损状态的智能化检测提供新思路。 展开更多

关键词 铲齿 细节特征 实例分割 二值化掩码 磨损检测

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基于CMM逆向工程的摆线齿轮磨损检测研究与应用 被引量：8

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作者 林祖胜 《制造技术与机床》 北大核心 2016年第4期94-97,共4页

针对只有实体但缺少技术图纸的摆线齿轮磨损位置和磨损量的不确定性和复杂性问题,提出基于逆向工程的齿轮磨损检测方法。通过三坐标测量机(CMM)对齿轮磨损件进行表面信息获取,结合Imageware和Pro/E软件重构CAD模型,分析了齿轮离散点云... 针对只有实体但缺少技术图纸的摆线齿轮磨损位置和磨损量的不确定性和复杂性问题,提出基于逆向工程的齿轮磨损检测方法。通过三坐标测量机(CMM)对齿轮磨损件进行表面信息获取,结合Imageware和Pro/E软件重构CAD模型,分析了齿轮离散点云数据的获取方式、点云的预处理以及曲面重构过程,最后根据磨损前后三维模型对比获得磨损部位与磨损量的精确数字化待修复信息。试验表明,基于三坐标测量机的逆向工程技术能对齿轮修复给予指导并达到良好效果。 展开更多

关键词 逆向工程 三坐标测量机 摆线齿轮 磨损检测

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整数小波提升分解的刀具磨损检测方法 被引量：1

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作者 管声启 师红宇 《制造技术与机床》 北大核心 2013年第7期131-134,共4页

针对刀具磨损的特点,提出了一种新的刀具磨损检测方法。首先,利用提升格式,确定小波整数化单层提升分解的方法;其次,利用对小波单层分解的近似子图进行零均值化处理以消除光照的影响;然后,对零均值化的近似子图、水平细节及垂直细节子... 针对刀具磨损的特点,提出了一种新的刀具磨损检测方法。首先,利用提升格式,确定小波整数化单层提升分解的方法;其次,利用对小波单层分解的近似子图进行零均值化处理以消除光照的影响;然后,对零均值化的近似子图、水平细节及垂直细节子图进行标准化处理;在此基础上,对分解各子图进行选择性的图像融合处理;最后通过oust方差法进行分割从而实现对刀具磨损的检测。实验表明,所采用的方法能够有效抑制图像背景干扰,能够有效地实现刀具磨损检测。 展开更多

关键词 刀具磨损 小波分解 提升格式 磨损检测

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基于CC1101射频技术的磨损检测系统

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作者 任德志 赵晓云 孙志洪 《中国农机化学报》 2015年第2期297-299,共3页

针对工程机械工作环境恶劣,刀具的人工检测更换不易,且无法通过有线进行刀具磨损检测这一难题,提出基于CC1101射频技术的刀具磨损检测方案:利用MSP430控制器、CC1101无线收发芯片和电涡流传感器构建系统中节点的硬件平台和软件平台,通过... 针对工程机械工作环境恶劣,刀具的人工检测更换不易,且无法通过有线进行刀具磨损检测这一难题,提出基于CC1101射频技术的刀具磨损检测方案:利用MSP430控制器、CC1101无线收发芯片和电涡流传感器构建系统中节点的硬件平台和软件平台,通过Labview编写的监控软件进行实时监测。测试表明:该检测系统功耗低、测量准确、操作简便、成本低,有较好的推广价值。 展开更多

关键词 刀具磨损检测 无线数据传输 电涡流传感技术

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基于OpenCV的嵌入式数控刀具磨损检测系统开发 被引量：5

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作者 李玲华 李鸣 张宇 《机床与液压》 北大核心 2019年第22期103-106,110,共5页

基于嵌入式ARM-Linux平台与OpenCV开源视觉库设计出一款在线检测数控刀具磨损状态的系统。系统采用Linux的视频模块V4L2对工业摄像头进行数据的采集,利用OpenCV智能算法以及轮廓处理等相关函数在嵌入式图像采集端实现了对刀具磨损特征值... 基于嵌入式ARM-Linux平台与OpenCV开源视觉库设计出一款在线检测数控刀具磨损状态的系统。系统采用Linux的视频模块V4L2对工业摄像头进行数据的采集,利用OpenCV智能算法以及轮廓处理等相关函数在嵌入式图像采集端实现了对刀具磨损特征值(VB)的提取,根据提取出的特征值判断刀具磨损状态。终端WIFI模块通过自身AP功能,将图像数据传输到其他网络设备进行显示,实现了无线传输功能。测试结果表明,系统达到预期目标。 展开更多

关键词 嵌入式 刀具磨损检测 OPENCV

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基于3-KMBS的刀具磨损检测方法研究 被引量：5

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作者 黄鹤翔 张健 +2 位作者 王鸿亮 王帅 张晓星 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第10期90-93,共4页

刀具在高速铣削过程中,很难检测到刀具磨损状态,而刀具磨损严重时将影响加工精度与产品质量。针对刀具磨损在线检测问题,文章提出了一种基于3-KMBS的刀具磨损检测方法。首先,采集高速刀具铣削时在不同轴向的振动和声发射信号,并进行数... 刀具在高速铣削过程中,很难检测到刀具磨损状态,而刀具磨损严重时将影响加工精度与产品质量。针对刀具磨损在线检测问题,文章提出了一种基于3-KMBS的刀具磨损检测方法。首先,采集高速刀具铣削时在不同轴向的振动和声发射信号,并进行数据预处理;其次,采用改进的3-K-Means聚类算法聚类出刀具的三种磨损状态区间,并提出多选择多隐层神经网络结构对其进行特征学习,再使用Softmax进行分类;最后,采用随机梯度下降对整个深层网络进行参数微调,建立刀具磨损检测模型。实验结果表明,所提出的方法在刀具磨损检测上准确率高达95%。 展开更多

关键词 刀具磨损检测 深度学习 3-K-Means 多选择多隐层神经网络

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基于最大熵与交叉熵理论的刀具磨损检测技术 被引量：4

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作者 肖忠跃 张为民 刘朝晖 《机床与液压》 北大核心 2018年第22期89-93,共5页

提出一种基于信息论最大熵和交叉熵理论的刀具磨损检测技术。在分析处理切削过程中振动加速度信号的基础上,利用最大熵方法计算不同时间段内振动加速度信号的最大熵概率值,再利用交叉熵理论计算相邻时间段振动信号概率密度分布的交叉熵... 提出一种基于信息论最大熵和交叉熵理论的刀具磨损检测技术。在分析处理切削过程中振动加速度信号的基础上,利用最大熵方法计算不同时间段内振动加速度信号的最大熵概率值,再利用交叉熵理论计算相邻时间段振动信号概率密度分布的交叉熵值,以及各时间段信号概率相对起始时间段信号概率的交叉熵值。在此基础上,根据交叉熵值的变化对刀具磨损进行判断。研究结果表明:随着刀具磨损量的增大,切削振动信号概率分布变化的交叉熵值逐渐增大。因此可利用切削振动加速度信号的最大熵概率分布的交叉熵值的变化趋势来检测刀具的磨损状况。 展开更多

关键词 最大熵概率 交叉熵 刀具磨损检测

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难加工材料刀具磨损检测技术研究与应用 被引量：6

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作者 蒋理科 祝益军 +2 位作者 冯炎清 陈志同 李勋 《航空制造技术》 2010年第22期59-63,共5页

利用刀具磨损检测技术,拍摄刀具后刀面磨损图像,以磨损图像为基础,分析刀具磨损状况、确定刀具磨损量,然后采用离散刀具磨损过程与有限元仿真相结合的方法实现长时间切削刀具磨损的仿真。对刀具磨损检测仪的原理、构成及检测过程等做了... 利用刀具磨损检测技术,拍摄刀具后刀面磨损图像,以磨损图像为基础,分析刀具磨损状况、确定刀具磨损量,然后采用离散刀具磨损过程与有限元仿真相结合的方法实现长时间切削刀具磨损的仿真。对刀具磨损检测仪的原理、构成及检测过程等做了简要介绍,并对其在难加工材料切削参数优化、新刀具选用试切方面进行了初步应用。 展开更多

关键词 刀具耐用度 刀具磨损检测 切削参数优化 新刀具试切评估

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Ca_(0.68)Si_9Al_3(ON)_(16):Eu^(2+)带状荧光纳米纤维的制备、性能及盾构盘型滚刀的磨损检测 被引量：4

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作者 赵海雷 孙振川 +6 位作者 陈馈 王宏志 杨延栋 周建军 李凤远 张兵 宋法亮 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期866-872,共7页

采用静电纺丝与气相还原氮化相结合的方式制备了Ca_(0.68)Si_9Al_3(ON)_(16):Eu^(2+)带状荧光纤维薄膜。利用FE-SEM、XRD、PL和万能材料试验机等测试方法对材料进行了表征。样品在微观上保持带状纤维结构,宏观上保持薄膜的状态,并具有... 采用静电纺丝与气相还原氮化相结合的方式制备了Ca_(0.68)Si_9Al_3(ON)_(16):Eu^(2+)带状荧光纤维薄膜。利用FE-SEM、XRD、PL和万能材料试验机等测试方法对材料进行了表征。样品在微观上保持带状纤维结构,宏观上保持薄膜的状态,并具有一定的强度、温度、防水及化学稳定性。样品在1500℃,Eu^(2+)的浓度为0.1下保温4 h后的XRD图谱与Ca_(0.68)Si_9Al_3(ON)_(16)的标准卡片相符合。纤维膜可以被蓝光有效激发,表现为400~700 nm的宽峰发射光谱。将该荧光纤维膜用于盾构盘型滚刀的磨损检测,在主控室既可以实时掌握每把滚刀的磨损程度,又减少了带压和高风险地质段的人工检测,大大节约了投入成本和降低了换刀作业人员的职业风险。 展开更多

关键词 静电纺丝 带状纤维 荧光纤维 盘型滚刀 磨损检测

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人工神经网络在刀具磨损检测中的应用 被引量：2

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作者 张文彬 计时鸣 《机床与液压》 北大核心 2004年第1期126-127,共2页

本文介绍了刀具磨损检测的方法。并利用神经网络对切削噪声和工件纹理这两方面的特征进行了有效的信息融合 。

关键词 刀具 磨损检测 人工神经网络 信息融合 噪声 工件纹理

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