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数控机床的动态性能是影响机床综合性能的重要因素,直接影响机床的加工效率和生产安全。由于数控加工工艺的柔性化和工况条件的复杂化,使得数控机床的动态性能监测具有显著的复杂性特征。本文以数控车削加工工艺系统为研究对象,应用复杂系统理论对多工况条件下数控车削加工动态性能监测关键技术进行研究,取得了如下成果:(1)从复杂性科学的角度,分析了数控车削加工动态性能的复杂性根源。结合元胞自动机从运动和演化的视角模拟复杂性现象的优势,在对比分析小波包分解能量熵监测方法和基于大数据的深度学习监测方法优缺点基础上,提出基于元胞自动机的多工况车削加工动态性能精细化监测方法,并将其应用于探索车削加工振动敏感位置随工况条件变化规律监测中。(2)以轴类零件数控车削加工工艺系统为研究对象,在工艺系统数字样机中加入复杂工况模型进行动态性能仿真测试,通过模态测试获得工艺系统的前六阶固有频率和模态振型,通过谐响应测试获得了轴类零件车削加工工艺系统在动态交变载荷作用下的振动响应,并将不同工况下发生的最大振幅及其位置存储在数据库中。通过大量仿真测试发现振动敏感点集中于主轴前端、工件与卡盘接触位置以及主轴后端,为监测对象确定及布置在线监测传感网络提供依据。(3)为研究复杂工况参数(主轴转速、进给量、切削深度等)对敏感点振动的动态耦合性影响,以主轴前端敏感点为研究对象,建立其CA模型,设计工艺参数影响下的CA演化规则,并通过MATLAB仿真得出了相对于主轴转速和切削深度,进给量对车削振动的影响最大,并且呈现振动强度可变性、振动敏感点位置可变性等动态性能演化规律。(4)采用Visual Studio2010与MATLAB开发了数控车削加工动态性能监测系统,实现了复杂工况下数控车削加工动态性能仿真测试数据管理、车削加工振动敏感位置随工况条件变化的CA模拟、振动敏感点振动测试实验分析等功能。对数控车削加工工艺系统进行了模态测试实验和敏感点振动测试实验,验证了监测方法的合理性和可行性,为机床定期维护和提高精度提供数据来源,为后续高档数控装备性能稳态控制和运行状态健康维护提供技术支撑。