軸承磨床聲發(fā)射實時監(jiān)控裝置的研制.pdf

1、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。分析磨床工作時所產(chǎn)生的聲發(fā)射信號，可實現(xiàn)磨床工作狀態(tài)的實時監(jiān)控，但由于磨削加工的聲信號非常復(fù)雜，對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)域一直以來的重點難題。本文研發(fā)了軸承磨床聲發(fā)射實時監(jiān)控裝置，采用DSP+ARM的雙核系統(tǒng)，通過DSP端對聲發(fā)射采集信號的處理及特征信號提取，和ARM端采用QT編寫的Linux操

2、作系統(tǒng)作為整個裝置的運行平臺，保證整套裝置的運行，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)實時監(jiān)控的要求確定裝置的功能組成與技術(shù)要求；
　　2．根據(jù)實時監(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)計以及核心雙核處理器的選型，詳細(xì)描述了聲發(fā)射信號預(yù)處理模塊、DSP數(shù)據(jù)處理

3、模塊、ARM核人機交互模塊、電源模塊、通信模塊的硬件設(shè)計過程；
　　3.圍繞雙核處理器，對相應(yīng)模塊進(jìn)行了軟件設(shè)計。介紹了高速數(shù)字處理芯片DSP的總體軟件設(shè)計方案與開發(fā)環(huán)境，DSP內(nèi)部聲發(fā)射信號處理、通信、數(shù)據(jù)存儲等模塊程序的定義與調(diào)用情況，并對各個模塊的軟件流程進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對ARM的人機界面中的參數(shù)設(shè)計與實時監(jiān)測界面的實現(xiàn)結(jié)果進(jìn)行了介紹。
　　4．對小波分析方法進(jìn)行深入研究，通過對信號的仿真與結(jié)果對比，確定聲發(fā)射信號小

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)分析信號的方法并利用Matlab軟件對該方法進(jìn)行了分析，驗證方法的有效性。進(jìn)行模擬碰撞與正常磨削兩個過程的Matlab軟件分析，得到裝置各個功能的設(shè)置閾值，通過計算得出裝置前端響應(yīng)時間理論值在5ms內(nèi)，最后對裝置進(jìn)行軸承磨床加工現(xiàn)場實驗驗證確定了裝置的實用性能良好，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)