复合传感技术在激光焊接过程质量监测中的应用

激光焊接过程中出现等离子体、羽辉、声音、辐射光、电等信号,通过对这些信号进行研究并与焊接过程的稳定性及焊接缺陷进行关联,可以实现焊接质量的实时监测。对不同监测手段进行对比分析,复合传感器监测技术展现出监测信息丰富,焊接状态识别精确,焊接缺陷预测准确的优势。根据焊接过程质量监测系统复合的传感器种类,将复合传感技术分为多视觉传感器复合技术、多光学传感器复合技术、光学及视觉传感器复合技术、其他复合技术4类,综述了不同传感器复合技术的研究现状及特点,指出光学及视觉传感器复合技术对焊接状态变化敏感、采样速度快、采集信息丰富的优势。介绍了几种可以应用于激光焊接生产线的先进复合传感器监测产品,明晰了复合传感技术应用于激光焊接过程质量监测的问题及未来发展方向。     

调压阀液压系统状态监测与故障诊断技术研究

研究空气调压阀液压系统状态监测与故障诊断技术,选取液压油油温、液压缸压力、活塞杆位移、伺服阀控制电流、油液污染度等参数作为状态监测参数,基于NI cRIO分布式实时控制系统对监测参数进行实时采集、显示、记录和报警,实现了对整个系统运行状态的实时监测。通过提取和分析液压缸压力、位移信号和伺服阀控制电流信号的综合特征,初步实现了对液压系统关键参数的状态监测和故障的快速诊断与定位。测试结果验证了状态监测和故障诊断技术的有效性和正确性。     

数控机床伺服进给系统无传感器信息特征提取技术的研究

根据数控机床伺服进给系统强机电耦合特征,探索无传感器信息特征提取技术,提出一种伺服进给系统早期微弱故障特征识别的硬件调制技术;针对无传感器信息的非线性和非平稳特征,采用EMD和EEMD方法对系统机械传动部件进行状态监测和故障诊断。文中的研究为数控机床伺服进给系统的无传感器信息性能评估奠定了基础。     

复合传感技术在激光焊接过程质量监测中的应用

摘要： 激光焊接过程中出现等离子体、羽辉、声音、辐射光、电等信号,通过对这些信号进行研究并与焊接过程的稳定性及焊接缺陷进行关联,可以实现焊接质量的实时监测。对不同监测手段进行对比分析,复合传感器监测技术展现出监测信息丰富,焊接状态识别精确,焊接缺陷预测准确的优势。根据焊接过程质量监测系统复合的传感器种类,将复合传感技术分为多视觉传感器复合技术、多光学传感器复合技术、光学及视觉传感器复合技术、其他复合技术4类,综述了不同传感器复合技术的研究现状及特点,指出光学及视觉传感器复合技术对焊接状态变化敏感、采样速度快、采集信息丰富的优势。介绍了几种可以应用于激光焊接生产线的先进复合传感器监测产品,明晰了复合传感技术应用于激光焊接过程质量监测的问题及未来发展方向。 创新点： (1)对不同复合传感技术的特点进行总结及对比分析。 (2)对商用复合传感器监测产品的原理进行分析及应用实例介绍。     

数控机床精度动态评估技术研究

加工制造业中主要利用激光干涉仪和球杆仪检测机床各项误差,在对数控机床运动模型及各项误差深入研究的基础上,提出了一种基于多传感器信息融合的精度动态评估技术。将传感器安装于机床关键部位,采集其振动、电流信号并进行数据处理,提取与精度变化相关的特征,建立信号与精度间的映射模型,通过对机床各关键部位的信号监测,可以实现机床精度的动态评估。实验结果表明,机床精度变化与信号特征有明显的对应关系,具有研究价值。     

基于KPCA LVQ和内置传感器信息采集的滚珠丝杠故障诊断研究

研究了全闭环数控机床伺服进给系统的编码器、光栅尺等内置传感器信息采集并从中获取滚珠丝杠故障状态信息的方法;在分析了滚珠丝杠信号的非线性、非平稳性特征的基础上,提出了基于小波包分解提取滚珠丝杠故障状态信号能量特征值的方法,并用该能量特征值与峰度、频率、方差等时-频特征量组成滚珠丝杠故障诊断的原始特征集,采用KPCA法剔除了对故障诊断贡献率不明显的冗余特征;建立了基于KPCA-LVQ神经网络的滚珠丝杠故障模型;并通过试验,对KPCA-LVQ与KPCA-BP两种神经网络的诊断结果进行了对比分析。证明了文中所研究方法对滚珠丝杠故障诊断的可行性和有效性。     

在线金属切削刀具磨损状态监测研究的回顾与展望I:监测信号的选择

切削刀具的状态直接影响工件的质量及加工成本,因此刀具的状态监测越来越受到人们的重视,为了达到这一目的,监测信号的选择是至关重要的.对近年来在学术期刊上公开发表的关于刀具磨损在线监测研究文献中所采用的监测信号作了简要的回顾,仅限于间接监测方法,例如监测切削力、振动、声发射、主轴电流等信号.分析这些信号各自的优缺点,并得出结论:多传感器融合的监测方法以其信息覆盖范围广,抗干扰能力强、冗余性好,能较完善、精确地反映切削过程等优点,将成为未来刀具状态监测技术的发展方向.     

导弹发射车液压起竖系统传感器布置方案的研究

为了实现导弹发射车状态监测传感器的优化布置,以原理分析为基础,重点运用AMESim仿真平台建立液压系统模型,模拟各测点传感器信号的特征和作用,通过分析传感器对故障的敏感性和信息量的大小,进行传感器类型和安装位置的优化,从而避免实验过程中研制周期长,经济上耗费大的问题,节约了实验成本。采用故障注入的形式得到模型各测点的仿真数据,研究分析各测点信号的特点及趋势,以及测点在故障情况下的特征响应,为传感器用于诊断进行探索。在此基础上,按照一定的原则进行传感器的选择与优化,进而确定监测传感器的布置方案,为导弹发射车液压起竖系统的状态监测、故障诊断与定位奠定基础。     

某型飞机平尾液压舵机故障仿真研究

某型四余度液压舵机是某型飞机平尾操纵系统的关键部件。详细研究了某型四余度液压舵机单通道伺服控制系统在正常状态和3种典型的故障状态下的输出特性,并进行了仿真试验研究。仿真试验结果表明,在这3种典型故障状态下,液压舵机伺服控制系统无法对各种给定信号(期望输出)实现有效的跟踪。研究工作为深入了解该型舵机的工作原理、工作过程和输出特性提供了依据。     

基于机床电机电流信息的分析诊断研究

针对数控机床传动系统缺乏有效的监测诊断技术支持的间题,提出借助驱动电机电流信号的高信噪比、便于测量、不受系统结构影响的特点,研究基于电机电流信号的机床传动系统故障诊断技术.主要研究传动系统在电机电流信号中的表现机制和电机自身的传感器特性以及传动系统的监测诊断应用技术,并开发相应的监测诊断系统.为保障机床运行得稳定性,促进监测诊断技术的进一步发展具有重要的意义.     

轧机齿轮箱多通道振动监测系统设计与研究

为获取并分析轧机齿轮箱工作时的机械振动信号,以进一步研究并判断齿轮箱健康状况,从实际出发,设计一套适合轧机齿轮箱机械振动检测的装置。对轧机齿轮箱运行过程中产生的振动信号进行采集,利用振动信号分析技术分析齿轮箱运行状态。分析典型的高线轧机齿轮箱失效的振动特征以及特征频率计算;分析并设计轧机齿轮箱振动检测系统,包括监测系统总体连接、振动测试点的分布、传感器的选择等;通过实验测试该监测系统的功能。结果表明：该系统能够达到检测齿轮箱运行状态的要求。     

刀具磨损在线监测研究现状与发展

金属加工过程中,切削刀具的状态对于生产效率和表面加工质量有重要影响,因此刀具磨损在线监测具有重要意义。介绍了最近几年常用的刀具磨损在线监测方法,包括切削力、振动、声发射、温度、电流与功率信号,分析了每种信号的监测方法及其特点,并与实验结果进行了对比。提出了多传感器融合技术能有效避免单独使用一种检测手段的弊端。     

基于LabVIEW分子泵运行状况实时监测系统设计

在研制分子泵过程中需要试制多台分子泵样机。为有效监测试制分子泵的运行状态,设计一套专用监测系统,该系统通过通用串口同分子泵控制器通信,获取分子泵电机相关状态;通过外部布设传感器获取设备振动信号。除此之外,监控系统还具有在线数据实时处理功能、数据监测和数据存储功能。通过该监测系统已开展了大量的测试试验。     

基于机器学习机床机械加工特征信息与加工材料关联性研究

为了开展数控机床机械加工特征信息检测与分析方面的研究,以健康状态的机床对不同工件材料进行切削加工,通过数据采集系统采集在不同切削状态下机床主轴输出的机械特征信息,利用机器学习的方法对特征信息进行分析和判断,提出一种基于机床主轴振动信号与机床主轴负载电流特征信息融合的工件材料精确识别判断模型。首先,获取机床在不同加工状态下的主轴振动信号以及主轴负载电流信号,利用变分模态分解(VMD)算法对其进行分解获得本征模态分量(IMF)并计算各个IMF的多尺度加权排列熵(MWPE)进行信息融合构建特征向量;然后使用灰狼优化(GWO)算法对传统支持向量机进行优化并对4种常见工况进行识别判断。试验结果表明:基于信息融合的特征提取与GWO-SVM相结合的方法能够利用机床加工状态输出的数据特征信息对正在加工的材料种类进行精确识别判断。     

面向生产线机床粉尘油雾的监测研究

为研究机加工生产线上机床粉尘、油雾等环境属性数据采集监测的方法,研制了一种可集成采集粉尘、油雾等数据的采集工具,针对封闭式和开放式机床制定了数据采集的实验方案,采集了设备级与车间级的数据,通过对粉尘及油雾浓度与采集位置、采样时间的关系研究提出了数据获取方法。结果表明,设备级数据变化较大较快,封闭式机床应在机床门处、开放式机床应根据刀具位置布置采集点,推荐以最高浓度进行描述;而车间级数据采集应划分不同加工区域,各区域浓度相对稳定,推荐以平均浓度进行描述。研究结果可为绿色制造环境数据的获取提供可借鉴的采集设备和方案。     

电机电流分析法在机床类设备诊断中的应用研究

机床类设备传动链复杂,结构紧凑且封闭,对传动系统状态监测一直没有有效的分析办法,即使在噪声增大等恶劣情况下,常规的振动诊断方法也难以奏效.本文尝试用电流信号分析法,简称MCSA(Motor Current Signal Analysis),对机床状态进行测试和分析.通过电机电流信号的传动链齿轮谱特征分析,对其做出了正确评估,表明定子电流能很好地反映机床传动系统部件的运行状况.同时进行了多种运行工况的测试与试验,研究结论对机床类设备的生产制造和现场运行状态的分析提供了有效依据.     

面向采煤机的全方向压电自俘能无线监测系统研究

针对采煤机状态监测中传感器布线难引起的通信和能源供给问题,研究一种振动能量供电的无线监测系统,将采煤机械工作时振动能量转化为电能,给工况监测用传感器及信息传输用无线通信模块供电,实现工况监测传感器自供电和智能检测。通过对系统组成功能模块分析,提出了全方向压电能量收集及无线监测系统方案,介绍了全方向能量收集装置结构设计及优化、低功耗能量收集电路设计、俘能器集能效率建模以及无线传感器网络节点能耗分析等模块。研究对解决采煤机在线监测传感器布线难、通信难、能源供给难等问题,改善采煤机工况监测水平具有重要意义。     

基于特征频率组的铣削颤振识别

金属切削过程中的颤振,易降低工件加工质量和机床加工精度。为实现对加工过程中颤振的在线监测,设计颤振的在线分析和识别方法十分必要。文章基于对主轴加速度信号的频域分析,提出了用于振动识别的特征频率组的分析方法,特征频率组包含了强迫振动或颤振的典型频谱信息。该方法采用加速度传感器,获取主轴的振动信号,以特征频率组为识别特征,对铣削加工的稳定性进行识别,并通过铣削试验进行验证。试验结果表明:与时域分析的方法相比,该方法利用的频域特征,无须阈值和人为判断,适用于在线的识别与分析。     

电阻点焊质量监测

电阻点焊质量监测作为一种无损质量检测方法,近年来受到了国内外学术界的广泛关注。阐述了电阻点焊质量监测系统的结构与组成,详细介绍常用的检测信号及其传感器,总结传感器、监测方法及监测系统的最新成果和发展趋势。     

面向采煤机的全方向压电自俘能无线监测系统研究

针对采煤机状态监测中传感器布线难引起的通信和能源供给问题,研究一种振动能量供电的无线监测系统,将采煤机械工作时振动能量转化为电能,给工况监测用传感器及信息传输用无线通信模块供电,实现工况监测传感器自供电和智能检测.通过对系统组成功能模块分析,提出了全方向压电能量收集及无线监测系统方案,介绍了全方向能量收集装置结构设计及优化、低功耗能量收集电路设计、俘能器集能效率建模以及无线传感器网络节点能耗分析等模块.研究对解决采煤机在线监测传感器布线难、通信难、能源供给难等问题,改善采煤机工况监测水平具有重要意义.