[發明專利]大型機械壓力機多連桿機構狀態監測信號處理方法

有效

• 申請號: 201911385195.5
• 申請日: 2019-12-28
• 公開（公告）號: CN111037987B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 侯成剛;張兆寧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B30B15/28
• 分類號: B30B15/28;B30B15/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開了一種用于大型機械壓力機多連桿狀態監測信號處理方法，將采集到的信號進行數據分析，以判斷機械壓力機多連桿機構的潤滑狀態。其中將信號整周期截取，并通過動態時間規整計算相似度判斷模具更換時間，再結合各模具包含的沖壓過程判斷當前模具，根據換向沖擊的曲柄轉角判斷軸瓦磨損量；截取非沖壓階段信號進行小波包分解，取油膜固有頻率段信號進行正交匹配得到脈動油壓信號，依據連桿銷受力歸一化截取信號段內脈沖信號峰值，根據歸一化后的匹配油壓脈沖信號判斷供油狀態。相較于監測分配器柱塞動作次數，實現了對多連桿的運行狀態的監測診斷，彌補了現階段的監測盲點。

技術領域

本發明屬于大型機械壓力機狀態監測技術領域，具體涉及一種用于診斷大型機械壓力機多連桿軸瓦磨損狀態及供油狀態的監測信號處理方法。

背景技術

大型機械壓力機廣泛應用于汽車制造行業，是汽車制造四大工藝(沖壓、焊接、涂裝、總裝)中沖壓工藝的重要設備，其工作狀態較大程度上決定了汽車生產廠家的年生產量。沖壓生產線屬于連續性生產，各沖壓生產線負責固定模具的沖壓作業，機械壓力機故障會導致整線停產檢修，導致高昂的維修成本、較為繁瑣的換線生產成本、巨大的停產損失。因此，監測機械壓力機的運行狀態，對降低經濟損失和及時發現并排除故障有重要意義。

大型機械壓力機采用的遞進式集中潤滑系統，依靠接近開關監測分配器動作次數，從而間接反映多連桿的運行狀態，該方法無法監測多連桿的磨損程度，同時在監測潤滑油供油狀態方面存在缺陷，無法監測末端油管斷裂或滲漏的情況。

綜上，需要一種大型機械壓力機多連桿狀態監測方法，來彌補現有監測方案的不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種大型機械壓力機多連桿機構狀態監測信號處理方法，解決現有技術中存在潤滑末端監測盲點、無有效監測手段等問題，為大型機械壓力機提供合適的多連桿狀態監測信號處理方法。

為達到上述目的，本發明采用振動信號采集系統監測多連桿各銷軸處的振動信號和溫度信號，結合振動和溫度信號用于多連桿機構的工作狀態監測。

本發明的大型機械壓力機多連桿機構狀態監測信號處理方法，包括以下步驟：

(1)采集多連桿壓力機上橫梁箱體內部多連桿的振動信號與輸出軸的鍵相信號，根據鍵相信號截取各測點完整的沖壓周期振動信號，將信號轉換至角域中，并根據動態時間規整DTW判斷更換模具的時刻；

(2)根據每組振動信號的角域同步平均信號，結合各模具具體沖壓過程，通過各沖壓過程對應的能量及對應曲柄轉角判斷每組振動信號對應的模具；

(3)根據當前信號對應模具和平衡力設置曲線，計算得出當前模具平衡力的大小；

(4)根據截取非沖壓段的振動信號結合仿真的軸瓦磨損與換向沖擊對應曲柄轉角擬合曲線判斷當前軸瓦磨損量；

(5)根據振動信號中沖壓沖擊發生的時刻截取非沖壓信號段，截取油膜固有頻率信號頻段，識別脈動油壓頻率及末端油壓，判斷分配器末端供油狀態。

本發明的進一步改進在于，步驟(1)具體包括：下死點(曲柄轉角為180°)處限位塊接觸沖壓載荷達到最大，在振動信號中體現為最大峰值，同時結合鍵相信號截取沖壓信號即對應曲柄轉角為180°至下一周期180°。該信號中包含桿件運動加速度、兩級齒輪嚙合信號(輸入軸和中間軸、中間軸和輸出軸)、脈動油壓信號等低頻信號。在帶通濾波后，對各信號做動態時間規整(DTW)，當新采集數據保存本地后，求新數據與動態時間規整(DTW)后的數據的相關系數，超出設定閾值則認為屬同一模具產生的信號。

本發明的進一步改進在于，步驟(4)具體包括：對機械壓力機八連桿機構及六連桿機構在不同平衡力及不同磨損程度條件下進行動力學仿真，得到多個磨損程度與換向沖擊對應曲柄轉角的關系，以仿真結果擬合曲線，并識別出實測信號中回程至臨近上死點位置的換向沖擊，從而判斷當前軸瓦磨損量。