三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)包括三元葉輪粗加工過程中聲發(fā)射信號(hào)采集裝置和牛鼻銑刀破損定量分析模塊。聲發(fā)射信號(hào)采集裝置是由聲發(fā)射傳感器、傳感器夾具、前置放大器、聲發(fā)射采集卡、便攜工控機(jī)、AEwin數(shù)據(jù)采集軟件組成。聲發(fā)射傳感器通過傳感器夾具固定在待加工的葉輪上，然后通過前置放大器、聲發(fā)射采集卡將模擬信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給便攜工控機(jī)，然后由AEwin軟件進(jìn)行信號(hào)顯示與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。牛鼻銑刀破損定量分析模塊對(duì)采集得到的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理并對(duì)牛鼻銑刀破損狀態(tài)進(jìn)行定量分析。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)所述的三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)系統(tǒng)屬于設(shè)備故障檢測(cè)領(lǐng)域，涉及三元葉輪銑削粗加工過程中的牛鼻銑刀刀片破損檢測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
隨著工業(yè)的發(fā)展，鼓壓風(fēng)機(jī)在化工、醫(yī)藥等很多領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，國(guó)產(chǎn)鼓壓風(fēng)機(jī)性能的好壞將直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而葉輪是壓縮機(jī)中的重要部件，葉輪的加工精度直接影響鼓壓風(fēng)機(jī)性能。葉輪的加工是鼓壓風(fēng)機(jī)生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)前采用銑削方法進(jìn)行三元葉輪的加工。葉輪粗加工過程中采用牛鼻銑刀進(jìn)行高速銑削，在高轉(zhuǎn)速、大進(jìn)給的銑削參數(shù)下，刀片磨損速度很快，如不及時(shí)更換過度磨損的刀片，輕則影響葉輪加工精度；重則發(fā)生糊刀現(xiàn)象，造成工件表面硬化；甚至于刀片破碎鑲?cè)牍ぜ瑖?yán)重影響葉輪的加工精度，并需要鉗工修磨方可繼續(xù)加工。這些情況增加了加工輔助時(shí)間，降低生產(chǎn)效率。目前，一般采用五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行三元葉輪的加工，機(jī)床操作者憑自己的加工經(jīng)驗(yàn)來判別牛鼻銑刀的磨損狀態(tài)。如加工一段時(shí)間就停下來檢查刀片；結(jié)合切削噪聲判別刀片狀態(tài)；觀察切屑狀態(tài)；根據(jù)機(jī)床功率變化來判別刀具的磨損情況。其中，停機(jī)檢查是最直觀，也是判別最準(zhǔn)確的方法。但是停機(jī)檢查后再啟動(dòng)，接刀誤差勢(shì)必會(huì)影響加工精度；而觀察切屑狀態(tài)，功率判別法，噪聲判別法直觀性都不是很好，很難在最佳時(shí)間更換刀片。針對(duì)上述三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)的重要性和困難性，專利技術(shù)一種三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)系統(tǒng)，提高葉輪加工精度和效率是十分必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是對(duì)三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀的磨損狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)、準(zhǔn)確、定量地判定牛鼻銑刀的磨損狀態(tài)。本專利技術(shù)的三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)系統(tǒng)包括三元葉輪粗加工過程中聲發(fā)射信號(hào)采集裝置和牛鼻銑刀破損定量分析模塊。聲發(fā)射信號(hào)采集裝置包括聲發(fā)射傳感器、放大器、聲發(fā)射采集卡、工控機(jī)。聲發(fā)射傳感器通過傳感器夾具固定在待加工的葉輪上，然后通過放大器、聲發(fā)射采集卡將模擬信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給便攜工控機(jī)，然后進(jìn)行信號(hào)顯示與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。牛鼻銑刀破損定量分析模塊是通過對(duì)采集得到的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理并對(duì)牛鼻銑刀破損進(jìn)行定量分析。首先對(duì)采集得到的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，判斷是否為牛鼻銑刀銑削三元葉輪的信號(hào)并剔除干擾信號(hào)。按照式(I)對(duì)采用小波基對(duì)信號(hào)進(jìn)行三層小波包分解。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：該三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)系統(tǒng)包括三元葉輪粗加工過程中聲發(fā)射信號(hào)采集裝置和牛鼻銑刀破損定量分析模塊兩部分；聲發(fā)射信號(hào)采集裝置包括聲發(fā)射傳感器、前置放大器、聲發(fā)射采集卡、工控機(jī)；聲發(fā)射傳感器通過傳感器夾具固定在待加工的葉輪上，然后通過前置放大器、聲發(fā)射采集卡將模擬信號(hào)放大并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給工控機(jī)，然后進(jìn)行信號(hào)顯示與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；牛鼻銑刀破損定量分析模塊是通過對(duì)采集得到的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行處理并對(duì)牛鼻銑刀破損進(jìn)行定量分析，具體過程如下：首先對(duì)采集得到的聲發(fā)射信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，判斷是否為牛鼻銑刀銑削三元葉輪的信號(hào)并剔除干擾信號(hào)；按照式（1）對(duì)采用小波基對(duì)信號(hào)進(jìn)行三層小波包分解:W0(t)=φ(t)=2Σk∈Zφ(2t-k)W1(t)=ψ(t)=2Σk∈Zgkφ(2t-k)W2n(t)=2Σk∈ZhkWn(2t-k)W2n+1(t)=2Σk∈ZgkWn(2t-k)---(1)式中{hk}k∈Z和{gk}k∈Z是正交鏡像濾波器，φ(t)和ψ(t)分別是尺度函數(shù)和小波基函數(shù)，通過φ(t)、ψ(t)、{hk}k∈Z、{gk}k∈Z在固定尺度下定義一組正交小波包的函數(shù)W2n(t)和W2n+1(t)，即遞推函數(shù){Wn(t)}n∈Z；根據(jù)正常牛鼻銑刀和破損牛鼻銑刀加工三元葉輪時(shí)聲發(fā)射信號(hào)的頻譜差異，選擇差異較大的頻帶，根據(jù)此頻帶選擇小波包分解后的子信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)處理，即對(duì)分解后的子信號(hào)x(t)進(jìn)行希爾伯特變換，式（2）為希爾伯特變換公式：x^(t)=H[x(t)]=h(t)*x(t)=∫-∞∞x(τ)h(t-τ)dτ=1π∫-∞∞x(τ)t-τdτ---(2)式中x(t)為實(shí)信號(hào),為x(t)的希爾伯特變換結(jié)果，H(t)=1/πt為系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)，τ為延遲時(shí)間；對(duì)式（2）得到包絡(luò)信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換得到傅里葉頻譜，在此定義在傅里葉頻譜中牛鼻銑刀轉(zhuǎn)頻處的幅值A(chǔ)0與銑刀刀片的通過頻率處的幅值A(chǔ)1的比值為牛鼻銑刀破損量Twear，如式（3）所示：Twear=A0A1---(3)式中A0為主軸轉(zhuǎn)頻頻率處傅里葉譜對(duì)應(yīng)的幅值，A1為刀片通過頻率處傅里葉譜對(duì)應(yīng)的幅值，通過頻率為牛鼻銑刀上的刀片通過葉輪某點(diǎn)的頻率，即主軸轉(zhuǎn)頻與刀片數(shù)的乘積。FDA0000249917593.jpg...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于該三元葉輪粗加工過程中牛鼻銑刀破損檢測(cè)系統(tǒng)包括三元葉輪粗加工過程中聲發(fā)射信號(hào)采集裝置和牛鼻銑刀破損定量分析模塊兩部分；聲發(fā)射信號(hào)采集裝置包括聲發(fā)射傳感器、前置放大器、聲發(fā)射采集卡、工控機(jī)；聲發(fā)射傳感器通過傳感器夾具固定在待加工的葉輪上，然后通過前置放大器、聲發(fā)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李宏坤，練曉婷，董雷，劉洪軼，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：大連理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：