磁柵導(dǎo)軌拼接與故障檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究及工程實(shí)現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)今機(jī)械行業(yè)中，尤其是極端制造領(lǐng)域，大型裝備中所用的導(dǎo)軌長(zhǎng)度越來(lái)越長(zhǎng)，如我國(guó)某重型運(yùn)載火箭整流罩鉚接設(shè)備行程達(dá)70~80米。磁柵直線導(dǎo)軌因兼有測(cè)量系統(tǒng)，磁柵熱變形小，測(cè)量精度較高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于高端機(jī)床位置測(cè)量領(lǐng)域。由于國(guó)內(nèi)外磁柵導(dǎo)軌多以3米/根或5米/根生產(chǎn)和銷售，大行程機(jī)床導(dǎo)軌采用多節(jié)導(dǎo)軌拼接來(lái)實(shí)現(xiàn)。若磁柵導(dǎo)軌僅采用傳統(tǒng)的“機(jī)械式”拼接，磁柵測(cè)量滑塊通過(guò)導(dǎo)軌接縫時(shí)，可能會(huì)造成信號(hào)畸變、失真，乃至丟失，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精

2、度顯著下降甚至測(cè)量失效；另一方面，磁柵導(dǎo)軌在拼接完成后，因長(zhǎng)時(shí)間使用后磁柵失磁、地基沉降與溫度變化等因素造成接縫偏移，甚至導(dǎo)軌扭曲等現(xiàn)象非常普遍，這就對(duì)導(dǎo)軌的定期維護(hù)和穩(wěn)定工作提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，研究一種新型的磁柵導(dǎo)軌“無(wú)縫”拼接及故障檢測(cè)技術(shù)，具有極大的工程應(yīng)用價(jià)值。
　　本文通過(guò)對(duì)磁柵導(dǎo)軌“無(wú)縫”拼接原理的研究，將磁柵導(dǎo)軌拼接問(wèn)題轉(zhuǎn)換為磁柵信號(hào)相位差精確檢測(cè)問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題，文中從導(dǎo)軌拼接過(guò)程中磁柵信號(hào)的特征分析入手，提出

3、了一種基于 Nuttall窗的高效的相位差檢測(cè)算法，并與傳統(tǒng) H-DFT（加漢寧（Hanning）窗DFT算法）、K-DFT算法（加Kaiser5窗DFT算法）等進(jìn)行了仿真對(duì)比，結(jié)果表明：該算法不需要預(yù)先知道信號(hào)頻率，不要求被測(cè)信號(hào)頻率恒定，不需要整周期采樣，且具有良好的噪聲抑制能力,可以保證磁柵讀數(shù)頭以任意速度和加速度通過(guò)導(dǎo)軌接縫時(shí)，均可實(shí)現(xiàn)高精度的相位差實(shí)時(shí)檢測(cè)。
　　本文通過(guò)對(duì)磁柵導(dǎo)軌所特有的故障模式的歸納分析，進(jìn)行了磁柵導(dǎo)

4、軌故障檢測(cè)原理研究，提出了以THD+N失真度檢測(cè)等技術(shù)為基礎(chǔ)的多特征磁柵信號(hào)質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法和以李薩如圖形為基礎(chǔ)的信號(hào)質(zhì)量圖形化顯示方法，設(shè)計(jì)了磁柵導(dǎo)軌故障識(shí)別規(guī)則。
　　最后，本文給出了基于以上技術(shù)的磁柵導(dǎo)軌拼接與故障檢測(cè)儀的工程設(shè)計(jì)方案，對(duì)其軟硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了描述和說(shuō)明。通過(guò)對(duì)檢測(cè)儀的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和工業(yè)現(xiàn)
　　場(chǎng)驗(yàn)證，結(jié)果表明：實(shí)測(cè)結(jié)果和仿真分析數(shù)據(jù)一致，能夠高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)磁柵導(dǎo)軌拼接與故障檢測(cè)功能。因此，上述磁柵導(dǎo)軌拼