[發明專利]用于冷沖模具的質量監測和故障診斷方法

無效

• 申請號: 200910029479.0
• 申請日: 2009-04-14
• 公開（公告）號: CN101532902A
• 公開（公告）日: 2009-09-16
• 發明（設計）人: 駱志高;王祥;李舉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G06F3/05;G06N3/12;G01N29/14
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種基于聲發射技術的狀態監測及故障診斷技術，特別涉及用于冷沖模具的質量監測與故障診斷方法。

背景技術

冷沖模具是工業生產的主要工藝裝備，用模具生產制件所表現出來的高精度、高復雜程度、高一直性、高生產率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比的。模具的質量好壞直接影響制件的質量，影響企業的工作的安全、效率和成本。由于模具的工作環境極其惡劣，在工作中存在多種激勵振源，如模具往復運動振源、模具對制件的撞擊以及各種環境的干擾等，表現在承受高接觸壓力和劇烈的摩擦，循環加載引起的應力、應變和溫度的周期性變化而使模具產生疲勞失效，因此對其進行故障診斷具有較大的難度。

目前，模具工作狀態的好壞全靠現場工人和技術人員的經驗來判斷。由于模具的結構復雜，只能采取故障維修和定期維修的方法對設備進行維修。這兩種維修方法的缺陷是：故障維修是在設備出現故障后進行的，這時設備往往已經損壞到相當的程度，存在巨大的安全隱患，既不安全，也給維修帶來了很大難度，給企業造成了巨大的經濟損失。定期維修比故障維修可以有效地預防設備的潛在故障，但它具有很大的盲目性，首先，對于早期故障損失缺乏科學的預見環節，不能從根本上防止突發事故；其次，定期維修實際上只是為了維修已損壞的部件，對于沒有故障的部件和設備這種維修卻是一種浪費；再次，定期維修需要對設備的每一個部件都要進行監查，這種在離線情況下的監查很難發現設備在實際工況下的故障；維修中的裝配不當和頻繁裝拆也會對整個設備的精度和性能帶來不利影響，從而導致潛在故障依然存在。

發明內容

本發明的目的是為克服現有技術的缺陷，提供一種新的用于冷沖模具的質量監測和故障診斷方法，該方法較方便地對模具進行質量監測和故障診斷，準確率高，適合現場使用。

本發明采用的技術方案是：在冷沖模具的上下模板處各放兩個聲發射傳感器，模具的振動信號通過該聲發射傳感器輸入與該聲發射傳感器連接的前置放大器，再輸入與所述前置放大器連接的數據采集卡進行A/D轉換，最后輸入與所述采集卡連接的計算機進行分析診斷。

具體采用如下步驟：

1)將所述聲發射傳感器傳出的聲發射信號輸入前置放大器中的濾波器進行A/D轉換；

2)將采集卡采集的時域信號輸入計算機中進行數據的歸一化處理，取其平均值＝0，準偏差＝1；

3)在計算機中的信號處理中采用貝分為3小波基將信號的采樣頻率分解到三層；

4)在計計算機中的信號處理中以小波包分析技術對對預處理的信號進行分解與重構；

5)在計算機中的信號處理中對重構后的聲發射信號進行特征成分的提取，提取聲發射信號的能量特征向量，把各頻帶內的能量與總能量之比作為特征參數；

6)在計算機中的信號處理中運用遺傳算法對特征參數進行參數的優化，生成初始遺傳因子，計算適應度；

7)在計算機中的信號處理中運用遺傳算法對特征參數進行參數的優化，在遺傳算法的優化算法中實現淘汰、交叉和變異；

8)在計算機中的信號處理中運用遺傳算法對特征參數進行參數的優化，在遺傳算法的優化算法中生成遺傳算法特征參數從而對初始參數進行優化；

9)在計算機中的信號處理中利用概率理論以及可能性理論決定狀態辨別用的概率密度函數以及可能性分布函數；

10)在計算機的信號處理中，存儲或輸出找到優良遺傳算法特征參數；

11)在計算機中的信號處理中實現對模具狀態判定及故障診斷。

本發明的有益效果是：

1、在冷沖模具的上下模板各放兩個聲發射傳感器對模具的故障進行定位，可用于其他鍛造、粉末冶金模具等狀態監測和故障辨別。

2、監測硬件的結構簡單、可靠，攜帶方便、適合于現場使用，具有較大的安全性和和經濟性，適于批量生產。

3、采用基于模糊可能性理論的模糊診斷法，能顯著縮短故障診斷時間，提高故障診斷效率。

附圖說明

下面將結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

圖1是本發明的硬件部分整體結構連接圖。

圖2是本發明方法流程圖。

圖1中：1.凸模；2.凹模；3.液壓機床；4.采集卡；5.計算機；6.前置放大器；7.聲發射傳感器。

具體實施方式

如圖1-2所示，在液壓機床3的凸模1和凹模2的上下模板上分別安裝聲發射傳感器7，將發射傳感器7通過前置放大器6和采集卡4連接計算機5。本發明針對冷沖模具的具體情況，結合所作的實驗研究工作，在液壓機床3這一完整的振動測試平臺上采用不同的信號處理方法，具體實施方式是：