軸承磨床聲發(fā)射實(shí)時(shí)監(jiān)控裝置的研制.pdf

1、聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)是目前較為新穎的一種無(wú)損探傷檢測(cè)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(wú)損檢測(cè)工程應(yīng)用領(lǐng)域一直以來(lái)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(guò)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

2、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(guò)HPI傳輸協(xié)議進(jìn)行通訊。論文主要研究工作如下：
　　1．通過(guò)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(wú)損檢測(cè)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

3、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(guò)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(shuō)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(cè)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(guò)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

4、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(guò)程的Matlab軟件分析，得到裝置各個(gè)功能的設(shè)置閾值，通過(guò)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(chǎng)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(guó)外同類產(chǎn)品的十分之一、國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的二分之一，并且可以與國(guó)內(nèi)大多數(shù)數(shù)