本文關(guān)鍵詞：軸承磨床聲發(fā)射實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置的研制

  更多相關(guān)文章： 磨削 聲發(fā)射 小波分解 實(shí)時(shí)監(jiān)控

【摘要】：聲發(fā)射檢測技術(shù)是目前較為新穎的一種無損探傷檢測方式,在金屬加工領(lǐng)域已經(jīng)得到了普遍的認(rèn)可與廣泛的研究應(yīng)用。分析磨床工作時(shí)所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào),可實(shí)現(xiàn)磨床工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,但由于磨削加工的聲信號(hào)非常復(fù)雜,對(duì)其采集分析及特征值提取具有很大的難度,這也是無損檢測工程應(yīng)用領(lǐng)域一直以來的重點(diǎn)難題。本文研發(fā)了軸承磨床聲發(fā)射實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置,采用DSP+ARM的雙核系統(tǒng),通過DSP端對(duì)聲發(fā)射采集信號(hào)的處理及特征信號(hào)提取,和ARM端采用QT編寫的Linux操作系統(tǒng)作為整個(gè)裝置的運(yùn)行平臺(tái),保證整套裝置的運(yùn)行,其間通過HPI傳輸協(xié)議進(jìn)行通訊。論文主要研究工作如下：1.通過研究軸承磨床的消空程、防碰撞功能的原理,確定了采用聲發(fā)射無損檢測的技術(shù)方法作為裝置的理論依據(jù),并根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求確定裝置的功能組成與技術(shù)要求；2.根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控的技術(shù)指標(biāo)要求,確定采用雙核系統(tǒng)的基本架構(gòu),完成了硬件電路的總體框架設(shè)計(jì)以及核心雙核處理器的選型,詳細(xì)描述了聲發(fā)射信號(hào)預(yù)處理模塊、DSP數(shù)據(jù)處理模塊、ARM核人機(jī)交互模塊、電源模塊、通信模塊的硬件設(shè)計(jì)過程；3.圍繞雙核處理器,對(duì)相應(yīng)模塊進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。介紹了高速數(shù)字處理芯片DSP的總體軟件設(shè)計(jì)方案與開發(fā)環(huán)境,DSP內(nèi)部聲發(fā)射信號(hào)處理、通信、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等模塊程序的定義與調(diào)用情況,并對(duì)各個(gè)模塊的軟件流程進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對(duì)ARM的人機(jī)界面中的參數(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)時(shí)監(jiān)測界面的實(shí)現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行了介紹。4.對(duì)小波分析方法進(jìn)行深入研究,通過對(duì)信號(hào)的仿真與結(jié)果對(duì)比,確定聲發(fā)射信號(hào)小波分析的小波基函數(shù)與分解層數(shù),提出將高頻d1部分作為最終數(shù)據(jù)分析信號(hào)的方法并利用Matlab軟件對(duì)該方法進(jìn)行了分析,驗(yàn)證方法的有效性。進(jìn)行模擬碰撞與正常磨削兩個(gè)過程的Matlab軟件分析,得到裝置各個(gè)功能的設(shè)置閾值,通過計(jì)算得出裝置前端響應(yīng)時(shí)間理論值在5ms內(nèi),最后對(duì)裝置進(jìn)行軸承磨床加工現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證確定了裝置的實(shí)用性能良好,已基本滿足技術(shù)要求。該裝置生產(chǎn)成本為國外同類產(chǎn)品的十分之一、國內(nèi)產(chǎn)品的二分之一,并且可以與國內(nèi)大多數(shù)數(shù)控磨床進(jìn)行快速配對(duì),自動(dòng)化程度高,具有大量安裝配置的優(yōu)勢(shì),為國內(nèi)中小型磨床加工企業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了一個(gè)新的思路。
【關(guān)鍵詞】：磨削 聲發(fā)射 小波分解 實(shí)時(shí)監(jiān)控
【學(xué)位授予單位】：中國計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG595;TH878
【目錄】：

• 致謝6-7
• 摘要7-9
• Abstract9-16
• 1 緒論16-26
• 1.1 軸承磨床實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)研究的背景及意義16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-20
• 1.2.1 軸承磨床實(shí)時(shí)監(jiān)控研究現(xiàn)狀16-18
• 1.2.2 聲發(fā)射監(jiān)控技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r18-20
• 1.3 聲發(fā)射源信號(hào)的處理20-25
• 1.3.1 參數(shù)分析21-23
• 1.3.2 波形分析23-25
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容25-26
• 2 需求分析及系統(tǒng)總體方案26-30
• 2.1 軸承磨床實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置工作原理26
• 2.2 總體設(shè)計(jì)方案26-29
• 2.2.1 性能指標(biāo)分析26-27
• 2.2.2 設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 3 軸承磨床實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置硬件設(shè)計(jì)30-42
• 3.1 聲發(fā)射信號(hào)采集模塊(AE傳感器)30-31
• 3.2 聲發(fā)射信號(hào)預(yù)處理模塊31-32
• 3.3 聲發(fā)射信號(hào)分析模塊32-36
• 3.3.1 DSP芯片的特點(diǎn)及其優(yōu)缺點(diǎn)32
• 3.3.2 DSP處理器平臺(tái)及其選擇32-33
• 3.3.3 DSP處理器的應(yīng)用設(shè)計(jì)33-36
• 3.4 人機(jī)交互模塊36-38
• 3.4.1 ARM微處理器的體系結(jié)構(gòu)36
• 3.4.2 ARM微處理器系列36-37
• 3.4.3 ARM微處理器的選擇37-38
• 3.5 通信模塊38-40
• 3.6 電源模塊40-41
• 3.7 裝置外殼41-42
• 4 軸承磨床實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置軟件設(shè)計(jì)42-49
• 4.1 軸承磨床磨床實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置軟件設(shè)計(jì)概述42
• 4.2 DSP系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)42-48
• 4.2.1 聲發(fā)射信號(hào)處理模塊軟件設(shè)計(jì)44-45
• 4.2.2 配置信息模塊軟件設(shè)計(jì)45-46
• 4.2.3 通信模塊軟件設(shè)計(jì)46-48
• 4.3 ARM系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)48-49
• 5 軸承磨床實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置的聲發(fā)射信號(hào)處理方法及實(shí)驗(yàn)分析49-64
• 5.1 小波變換理論及其研究方法49-62
• 5.1.1 小波變換的簡介49
• 5.1.2 小波變換的理論49-52
• 5.1.3 Mallat算法52-53
• 5.1.4 小波基函數(shù)的選取53-55
• 5.1.5 小波分解層數(shù)的確立55-56
• 5.1.6 Matlab軟件仿真56-62
• 5.2 系統(tǒng)性能測試62-64
• 6 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄A 3MK3412型軸承磨床實(shí)物圖69-70
• 作者簡介70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 楊瑞峰;馬鐵華;;聲發(fā)射技術(shù)研究及應(yīng)用進(jìn)展[J];中北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年05期

2 陳玉華,劉時(shí)風(fēng),耿榮生,沈功田;聲發(fā)射信號(hào)的譜分析和相關(guān)分析[J];無損檢測;2002年09期

3 耿榮生,沈功田,劉時(shí)風(fēng);聲發(fā)射信號(hào)處理和分析技術(shù)[J];無損檢測;2002年01期

4 徐春廣,王信義,楊大勇,袁洪芳;磨削過程聲發(fā)射信號(hào)傳播特性研究[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);1998年04期

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本文編號(hào)：800964