Wigner分布による切削状態量の過渡変化の解析と工具摩耗状態識別への応用

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(1)摩耗試験と切削音等の測定 丸鋸および仕上げかんな盤による木材の切削実験をとりあげ、新しい工具が寿命に至るまでの切削音、切削抵抗、工具振動の時間変化を記録した。また工具寿命の指標として被削材の表面あらさやひき曲がり量を測定し、微小変位変換器で刃先の摩耗量を測定する。これらの諸量を測定した。(2)Wigner分布による切削音の過渡変化の評価 工具が被削材に喰いついた直後の切削音のWigner分布(時間一周波数平面上での加工状態量信号のエネルギー分布)および周波数パワースペクトルを求めた。工具の摩耗量や加工精度などのデータとの対応をとりながら、摩耗の進行によるエネルギー分布の特徴的な変化の抽出を試みたが、今回の解析条件では有為な変化は認められなかった。そこで切削中の加工状態量の周波数パワースペクトルから摩耗の進行に伴って特徴的に変化する部分音圧レベルを抽出した。同様の解析を切削抵抗および工具振動のについても行い、各々の結果の比較を行った。(3)切削音による工具摩耗状態の認識 刃先の摩耗経過と対応すると考えられる周波数パワースペクトルから抽出した特徴量によって、切削音のニューラルネットワークを用いたパターン認識を行った。さらにパターン認識の精度を高め、再度Wigner分布から得た特徴量による工具摩耗状態の認識を試行している。