[发明专利]用于冷冲模具的质量监测和故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于声发射技术的状态监测及故障诊断技术，特别涉及用于冷冲模具的质量监测与故障诊断方法。

背景技术

冷冲模具是工业生产的主要工艺装备，用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一直性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比的。模具的质量好坏直接影响制件的质量，影响企业的工作的安全、效率和成本。由于模具的工作环境极其恶劣，在工作中存在多种激励振源，如模具往复运动振源、模具对制件的撞击以及各种环境的干扰等，表现在承受高接触压力和剧烈的摩擦，循环加载引起的应力、应变和温度的周期性变化而使模具产生疲劳失效，因此对其进行故障诊断具有较大的难度。

目前，模具工作状态的好坏全靠现场工人和技术人员的经验来判断。由于模具的结构复杂，只能采取故障维修和定期维修的方法对设备进行维修。这两种维修方法的缺陷是：故障维修是在设备出现故障后进行的，这时设备往往已经损坏到相当的程度，存在巨大的安全隐患，既不安全，也给维修带来了很大难度，给企业造成了巨大的经济损失。定期维修比故障维修可以有效地预防设备的潜在故障，但它具有很大的盲目性，首先，对于早期故障损失缺乏科学的预见环节，不能从根本上防止突发事故；其次，定期维修实际上只是为了维修已损坏的部件，对于没有故障的部件和设备这种维修却是一种浪费；再次，定期维修需要对设备的每一个部件都要进行监查，这种在离线情况下的监查很难发现设备在实际工况下的故障；维修中的装配不当和频繁装拆也会对整个设备的精度和性能带来不利影响，从而导致潜在故障依然存在。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的缺陷，提供一种新的用于冷冲模具的质量监测和故障诊断方法，该方法较方便地对模具进行质量监测和故障诊断，准确率高，适合现场使用。

本发明采用的技术方案是：在冷冲模具的上下模板处各放两个声发射传感器，模具的振动信号通过该声发射传感器输入与该声发射传感器连接的前置放大器，再输入与所述前置放大器连接的数据采集卡进行A/D转换，最后输入与所述采集卡连接的计算机进行分析诊断。

具体采用如下步骤：

1)将所述声发射传感器传出的声发射信号输入前置放大器中的滤波器进行A/D转换；

2)将采集卡采集的时域信号输入计算机中进行数据的归一化处理，取其平均值＝0，准偏差＝1；

3)在计算机中的信号处理中采用贝分为3小波基将信号的采样频率分解到三层；

4)在计计算机中的信号处理中以小波包分析技术对对预处理的信号进行分解与重构；

5)在计算机中的信号处理中对重构后的声发射信号进行特征成分的提取，提取声发射信号的能量特征向量，把各频带内的能量与总能量之比作为特征参数；

6)在计算机中的信号处理中运用遗传算法对特征参数进行参数的优化，生成初始遗传因子，计算适应度；

7)在计算机中的信号处理中运用遗传算法对特征参数进行参数的优化，在遗传算法的优化算法中实现淘汰、交叉和变异；

8)在计算机中的信号处理中运用遗传算法对特征参数进行参数的优化，在遗传算法的优化算法中生成遗传算法特征参数从而对初始参数进行优化；

9)在计算机中的信号处理中利用概率理论以及可能性理论决定状态辨别用的概率密度函数以及可能性分布函数；

10)在计算机的信号处理中，存储或输出找到优良遗传算法特征参数；

11)在计算机中的信号处理中实现对模具状态判定及故障诊断。

本发明的有益效果是：

1、在冷冲模具的上下模板各放两个声发射传感器对模具的故障进行定位，可用于其他锻造、粉末冶金模具等状态监测和故障辨别。

2、监测硬件的结构简单、可靠，携带方便、适合于现场使用，具有较大的安全性和和经济性，适于批量生产。

3、采用基于模糊可能性理论的模糊诊断法，能显著缩短故障诊断时间，提高故障诊断效率。

附图说明

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明的硬件部分整体结构连接图。

图2是本发明方法流程图。

图1中：1.凸模；2.凹模；3.液压机床；4.采集卡；5.计算机；6.前置放大器；7.声发射传感器。

具体实施方式

如图1-2所示，在液压机床3的凸模1和凹模2的上下模板上分别安装声发射传感器7，将发射传感器7通过前置放大器6和采集卡4连接计算机5。本发明针对冷冲模具的具体情况，结合所作的实验研究工作，在液压机床3这一完整的振动测试平台上采用不同的信号处理方法，具体实施方式是：