一種用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括動(dòng)、靜模位移信號(hào)采集裝置，位移信號(hào)采集裝置與單片機(jī)控制系統(tǒng)相連，單片機(jī)控制系統(tǒng)與人機(jī)界面相連，所述的動(dòng)、靜模位移信號(hào)采集裝置采集動(dòng)模、靜模之間的位移變化，并將位移變化轉(zhuǎn)化為電壓變化；電壓信號(hào)傳輸給單片機(jī)控制系統(tǒng)，單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理后，在人機(jī)界面上顯示。在本實(shí)用新型中采用微位移傳感器監(jiān)測(cè)動(dòng)模位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系，采集料段在成形過程中成形質(zhì)量的變化規(guī)律，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，模具磨損、料段變長(zhǎng)、變短等環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常時(shí)，位移信號(hào)變化就會(huì)在包絡(luò)曲線上反映出來。
【專利說明】-種用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋼球作為機(jī)械裝備領(lǐng)域的關(guān)鍵零件，主要用于軸承、閥門、絲杠傳動(dòng)、拋光等，是機(jī) 械、汽車行業(yè)以及軍工、航空航天工業(yè)必不可少的零件。目前國內(nèi)鋼球的基本加工工藝過程 為：原材料一冷繳一光球一熱處理一硬磨一初研一精研一超精研一光學(xué)外觀一清洗防鎊一 成品檢驗(yàn)一包裝。冷鐓制坯能夠保證良好的產(chǎn)品精度和機(jī)械性能，因而中小型鋼球制坯普 遍采用冷鐓加工工藝。冷鐓作為鋼球加工的第一道工序，其成性缺陷具有擴(kuò)散性、遺傳性、 隱蔽性，往往在后續(xù)工序中暴露出來，是主要的質(zhì)量隱患和次品源頭。環(huán)帶缺陷（無環(huán)帶或 環(huán)帶過大）是鋼球成行過程中的主要質(zhì)量缺陷。
[0003] 目前國內(nèi)鋼球冷鐓設(shè)備只執(zhí)行機(jī)械式的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，缺乏過程檢測(cè)；傳統(tǒng)的采用專 用檢測(cè)器具進(jìn)行人工檢測(cè)的方法，檢測(cè)效率低，量具易磨損，生產(chǎn)過程中問題不能被及時(shí)發(fā) 現(xiàn)和糾正，造成毛坯質(zhì)量穩(wěn)定性差，合格鋼球毛坯中往往混雜著壞品，嚴(yán)重影響成品合格 率。
[0004] 在專利申請(qǐng)?zhí)枮閇201310519608. 0]中公開了一種鋼球高速冷鐓機(jī)的自動(dòng)檢測(cè)裝 置，，包括固定在冷鐓機(jī)機(jī)架上的PLC、冷鐓機(jī)面板1、模塊2、固定模殼3、固定球模4、活動(dòng) 模殼5和活動(dòng)球模6,所述模塊2與冷鐓機(jī)面板1固定連接，固定模殼3通過墊板9固定安 裝在模塊2上，固定球模4安裝在固定模殼3內(nèi)，活動(dòng)球模6安裝在活動(dòng)模殼5內(nèi)，活動(dòng)模 殼5通過偏心輪與冷鐓機(jī)的高速電機(jī)連接，該自動(dòng)檢測(cè)裝置還包括壓力傳感器7 ;在冷鐓機(jī) 的面板1上設(shè)有孔8,孔8內(nèi)裝入壓力傳感器7,壓力傳感器7通過導(dǎo)線與冷鐓機(jī)上PLC連 接；
[0005] 現(xiàn)有專利的自動(dòng)檢測(cè)裝置，壓力傳感器需要安裝在冷鐓機(jī)面板上的孔內(nèi)，安裝不 方便，并且在現(xiàn)有冷鐓機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)備改造麻煩，需要重新打孔來安裝傳感器；采用 PLC控制，成本較高。并且只通過獲取沖擊壓力的值來根據(jù)壓力范圍判斷球是否合格的方法 并不全面，應(yīng)根據(jù)冷鐓過程中壓力一時(shí)間信號(hào)建立包絡(luò)曲線判斷。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0006] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型公開了一種用于鋼球冷鐓成形的在線 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)冷鐓過程中動(dòng)模、靜模位移信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄，并通過自學(xué)習(xí)算法 自動(dòng)建立生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，在線提取監(jiān)測(cè)并分析信號(hào)特征，在加工過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷鐓球坯 時(shí)間-位移曲線，通過相關(guān)分析算法分析與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的匹配程度，使得生產(chǎn)過程中有 問題被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，具有質(zhì)量追蹤及優(yōu)化、異常報(bào)警及設(shè)備保護(hù)等功能。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下：
[0008] -種用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括動(dòng)、靜模位移信號(hào)采集裝置，位移信 號(hào)采集裝置與單片機(jī)控制系統(tǒng)相連，單片機(jī)控制系統(tǒng)與人機(jī)界面相連，所述的動(dòng)、靜模位移 信號(hào)采集裝置采集動(dòng)模、靜模之間的位移變化，并將位移變化轉(zhuǎn)化為電壓變化；所述的電壓 信號(hào)傳輸給單片機(jī)控制系統(tǒng)，所述的單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理后，在人機(jī)界面 上顯示。
[0009] 所述的動(dòng)、靜模位移信號(hào)采集裝置包括微位移電渦流傳感器、安裝在冷鐓機(jī)固定 模殼上的固定支架和安裝在活動(dòng)模殼上且用于傳感器感應(yīng)的固定感應(yīng)塊；所述的微位移電 渦流傳感器安裝在固定支架上。
[0010] 所述的單片機(jī)控制系統(tǒng)主要包括單片機(jī)芯片，A/D轉(zhuǎn)換模塊，報(bào)警裝置。A/D轉(zhuǎn)換 模塊和報(bào)警裝置均與單片機(jī)芯片相連；
[0011] 所述的報(bào)警裝置主要包括繼電器和紅色報(bào)警燈，繼電器來控制報(bào)警燈電路的通 斷；
[0012] 所述的人機(jī)界面為觸摸屏人機(jī)界面，通過串口線與單片機(jī)芯片的串口通信連接；
[0013] 所述的微位移電渦流傳感器、單片機(jī)控制系統(tǒng)、人機(jī)界面均通過系統(tǒng)控制電源電 路供電；
[0014] 所述的系統(tǒng)控制電源電路包括旋鈕開關(guān)、電源指示燈以及工業(yè)級(jí)AC-DC開關(guān)電 源，AC-DC開關(guān)電源將220V交流電轉(zhuǎn)換成24V和5V直流電輸出。
[0015] 微位移電渦流傳感器通過電渦流效應(yīng)的原理，準(zhǔn)確測(cè)量被測(cè)體（必須是金屬導(dǎo) 體）與探頭端面的相對(duì)位置，并位移變化轉(zhuǎn)化為電壓變化。將微位移電渦流傳感器及感應(yīng) 塊分別安裝在靜模和動(dòng)模一側(cè)，生產(chǎn)過程中冷鐓胎體的距離變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷鹤兓盘?hào)。
[0016] 動(dòng)、靜模位移信號(hào)采集裝置用于對(duì)冷鐓過程中動(dòng)模、靜模之間位移變化的信號(hào)進(jìn) 行米集；
[0017] 人機(jī)界面用于顯示冷鐓過程中位移信號(hào)的變化參數(shù)及冷鐓機(jī)工作狀態(tài)；
[0018] 單片機(jī)控制系統(tǒng)用于將位移傳感器采集到的位移信號(hào)處理后送到人機(jī)界面實(shí)時(shí) 顯示，通過自學(xué)習(xí)算法將一段穩(wěn)定生產(chǎn)過程中的位移信號(hào)記錄下來，并且自動(dòng)建立包絡(luò)曲 線作為生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，在加工過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷鐓球坯時(shí)間-位移曲線，通過相關(guān)分析算 法分析與生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的匹配程度，當(dāng)實(shí)際生產(chǎn)過程測(cè)試信號(hào)超出包絡(luò)曲線時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信 號(hào)或者自動(dòng)關(guān)閉機(jī)械設(shè)備電源；
[0019] 所述的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)控方法如下：
[0020] 首先是對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練過程，通過學(xué)習(xí)訓(xùn)練建立工作模板，主要包括3 個(gè)步驟：
[0021] 步驟1 :在操作人員的監(jiān)控下，并由操作人員判斷鋼球成形的質(zhì)量是否合格，只記 錄合格鋼球毛坯的時(shí)間-位移信號(hào)；
[0022] 步驟2 :對(duì)合格的鋼球毛坯進(jìn)行離散采樣，具體如下：
[0023] 對(duì)η個(gè)冷鐓鋼球合格信號(hào)采樣；每個(gè)信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，離散為一個(gè)長(zhǎng)度固定為j 的數(shù)組[Xij] (i = 1，2…n), (j = 1，2…N);這樣將每個(gè)載荷信號(hào)由連續(xù)模擬量變?yōu)殡x散點(diǎn)， 為中值濾波提供數(shù)值來源。這樣將每個(gè)載荷信號(hào)由連續(xù)模擬量變?yōu)殡x散點(diǎn)，為中值濾波提 供數(shù)值來源。
[0024] 步驟3:循環(huán)中值濾波：
[0025] 對(duì)η組數(shù)據(jù)中每個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行升序排列，選擇中間的x(x > 3)個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存； 如果有新數(shù)據(jù)，再進(jìn)行n-x組波形的采樣，組成η組數(shù)據(jù)，升序排列；但記錄下哪些是以前保 留下來的舊數(shù)據(jù)，哪些是新的數(shù)據(jù)；根據(jù)新舊數(shù)據(jù)各種不同的排列可能，得到X組新的波形 信號(hào)，如此循環(huán)。如果沒有新波形輸入則從每個(gè)點(diǎn)剩余的X個(gè)數(shù)據(jù)中，選擇中間的數(shù)據(jù)進(jìn)行 保存，得到標(biāo)準(zhǔn)波形信號(hào)，自動(dòng)建立包絡(luò)曲線作為生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，保存在單片機(jī)系統(tǒng)中；
[0026] 上面的n，X均表示自然數(shù)。
[0027] 在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行完學(xué)習(xí)訓(xùn)練之后，進(jìn)入正常生產(chǎn)工作階段，進(jìn)入到步驟4。正常工 況下，每次冷鐓過程的時(shí)間-位移信號(hào)曲線的特征指標(biāo)與模板基本相同，一旦出現(xiàn)成形故 障，信號(hào)曲線就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的異常變化。
[0028] 步驟4:在生產(chǎn)階段檢測(cè)時(shí)，通過微位移電渦流傳感器隨時(shí)采集動(dòng)、靜模位移信 號(hào)，采用相關(guān)分析算法將所采集的信號(hào)與步驟3中的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行匹配運(yùn)算，當(dāng)實(shí)際 生產(chǎn)過程測(cè)試信號(hào)超出包絡(luò)曲線時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)或者自動(dòng)關(guān)閉機(jī)械設(shè)備電源，當(dāng)沒有超出 包絡(luò)曲線時(shí)，設(shè)備正常運(yùn)行。
[0029] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0030] 在本實(shí)用新型中采用微位移傳感器監(jiān)測(cè)動(dòng)模位移X隨時(shí)間t變化的關(guān)系，采集料 段在成形過程中成形質(zhì)量的變化規(guī)律，采用自學(xué)習(xí)算法自動(dòng)建立包絡(luò)曲線作為生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo) 準(zhǔn)，根據(jù)位移曲線上的每一點(diǎn)可自動(dòng)分析計(jì)算最佳包絡(luò)曲線的寬度。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，模 具磨損、料段變長(zhǎng)、變短等環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常時(shí)，位移信號(hào)變化就會(huì)在包絡(luò)曲線上反映出來；
[0031] 本實(shí)用新型在傳統(tǒng)冷鐓過程的基礎(chǔ)上增加在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使得生產(chǎn)效率大大提 高，及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷鐓過程中的問題，在節(jié)約人力的同時(shí)提高了產(chǎn)品質(zhì)量的一致性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于 冷鐓過程球坯成形的在線監(jiān)測(cè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1鋼球冷鐓機(jī)構(gòu)原理圖；
[0033] 圖2(a)_(b)自動(dòng)學(xué)習(xí)包絡(luò)曲線示意圖；
[0034] 圖3標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)學(xué)習(xí)算法流程圖；
[0035] 圖4傳感器安裝圖；
[0036] 圖5單片機(jī)控制系統(tǒng)圖；
[0037] 圖6系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖；
[0038] 圖中：1.偏心輪2.連桿3.滑塊4.調(diào)整塊5.動(dòng)模6.定模。

【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0040] 如圖1所示是冷鐓運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)圖，圖中包括偏心輪1，連桿2,滑塊3,調(diào)整 塊4動(dòng)模5,定模6。鋼球冷鐓機(jī)冷鐓過程可以簡(jiǎn)化為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)動(dòng)模運(yùn)動(dòng)，從而使 棒料在動(dòng)、靜模之間擠壓變形，最終冷鐓成球。其中調(diào)整塊可以上下調(diào)整，用于調(diào)節(jié)動(dòng)模的 最大行程（即調(diào)整動(dòng)模的終止位置），從而調(diào)整鋼球毛坯的環(huán)帶大小。
[0041] 在圖中建立坐標(biāo)系，計(jì)算滑塊的位移X關(guān)于角度Θ的關(guān)系式。由于滑塊和偏心輪 的偏轉(zhuǎn)中心同軸，故在Λ OAB中，OB的橫坐標(biāo)，即動(dòng)模位移運(yùn)動(dòng)方程為：
[0042] X = r cos Θ +^l1 -r1 sin1 Θ
[0043] 由于Θ = cot，代入上式，將動(dòng)模位移隨角度的運(yùn)動(dòng)規(guī)律轉(zhuǎn)化為位移隨時(shí)間的運(yùn) 動(dòng)函數(shù)：
[0044] .V - r cos οΛ + ^l1 - r' sin2 οΛ
[0045] 當(dāng)冷鐓機(jī)空載時(shí)，動(dòng)模位移χ隨角度θ、時(shí)間t的運(yùn)動(dòng)函數(shù)如上面兩個(gè)公式所示。 當(dāng)在實(shí)際冷鐓生產(chǎn)過程中，從料段到冷鐓成球坯的過程會(huì)有應(yīng)力應(yīng)變產(chǎn)生，料段在冷鐓的 過程中會(huì)對(duì)動(dòng)模產(chǎn)生反作用力，反作用力會(huì)使得曲柄、連桿產(chǎn)生彈性變形。因此在沖壓冷鐓 的過程中，動(dòng)模位移X隨角度Θ、時(shí)間t的運(yùn)動(dòng)函數(shù)關(guān)系將不再是上面公式所述，會(huì)發(fā)生一 定的變化。
[0046] 基于上述原理，本實(shí)用新型公開了用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括動(dòng)、靜 模位移信號(hào)采集裝置，位移信號(hào)采集裝置與單片機(jī)控制系統(tǒng)相連，單片機(jī)控制系統(tǒng)與人機(jī) 界面相連；
[0047] 如圖4所示位移信號(hào)采集裝置安裝微位移電渦流傳感器的固定支架和對(duì)位移傳 感器進(jìn)行感應(yīng)的感應(yīng)塊，將位移傳感器固定在支架的孔內(nèi)，通過上部的兩個(gè)螺紋孔用螺釘 緊固，支架用兩側(cè)的四個(gè)螺釘固定在固定模殼一側(cè)。傳感器具有工作可靠性好、測(cè)量范圍 廣、靈敏度高、分辨率高、響應(yīng)速度快、抗干擾力強(qiáng)、不受油污等介質(zhì)影響等優(yōu)點(diǎn)。將采集到 的位移信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)送入單片機(jī)；
[0048] 如圖5所示單片機(jī)控制系統(tǒng)包括單片機(jī)芯片，A/D轉(zhuǎn)換模塊，報(bào)警裝置。A/D轉(zhuǎn)換 模塊和報(bào)警輸出裝置均與單片機(jī)芯片相連，人機(jī)界面和單片機(jī)通過UARTO通信；
[0049] 如圖6所示為系統(tǒng)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)圖，主要有四個(gè)界面組成，分別是①開機(jī)界面、 ②主頁界面、③學(xué)習(xí)模式界面、④參數(shù)設(shè)置界面。
[0050] 在使用時(shí)，打開系統(tǒng)電源電路中的旋鈕開關(guān)，電源指示燈亮，人機(jī)界面上電后首先 顯示開機(jī)界面，點(diǎn)擊開機(jī)界面中"進(jìn)入"后進(jìn)入到主頁界面；在主頁界面左側(cè)可以實(shí)時(shí)顯示 訂單量、實(shí)際完成量、訂單余量、剩余加工時(shí)間、加工速率等信息，右側(cè)包括學(xué)習(xí)模式、生產(chǎn) 模式、參數(shù)設(shè)置、幫助等選項(xiàng)，中間部分為位移信息顯示區(qū)域，只要將采集到的位移量以柱 狀圖的形式實(shí)時(shí)顯示；點(diǎn)擊"學(xué)習(xí)模式"進(jìn)入到學(xué)習(xí)模式后，顯示學(xué)習(xí)模式界面，在學(xué)習(xí)模 式界面點(diǎn)擊"啟動(dòng)"后開始學(xué)習(xí)模式，界面顯示正在學(xué)習(xí)并記錄學(xué)習(xí)結(jié)果，1-2分鐘以后點(diǎn) 擊"停止"按鈕，此時(shí)繪圖框?qū)@示學(xué)習(xí)結(jié)果然后進(jìn)行保存，建立生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)；在生產(chǎn)模式 下，繪圖框?qū)崟r(shí)顯示傳感器采集到的位移信息變化并與建立的生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)，當(dāng) 一段時(shí)間內(nèi)與監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)差別較大時(shí)，報(bào)警裝置工作，提醒工人要停機(jī)，對(duì)冷鐓機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)后 繼續(xù)生產(chǎn)；在參數(shù)設(shè)置界面可以設(shè)置繪圖區(qū)X軸跟Y軸的參數(shù)。
[0051] 如圖6所示為系統(tǒng)主要功能：
[0052] (1)質(zhì)量分析：在線分析位移信號(hào)，建立生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，鑒別成形缺陷；
[0053] (2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀?。豪萌藱C(jī)界面屏幕內(nèi)部FLASH，將過程數(shù)據(jù)，生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)信息 等存儲(chǔ)到系統(tǒng)；
[0054] (3)顯示模塊：實(shí)現(xiàn)可視化操作、交互式設(shè)置。實(shí)現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示，包括：動(dòng) 態(tài)曲線、沖擊能量的柱狀圖、操作設(shè)置菜單等；
[0055] (4)時(shí)間標(biāo)簽：將加工信息與加工時(shí)間對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品輪班統(tǒng)計(jì)和歷史記錄查詢；
[0056] (5)參數(shù)設(shè)定：人機(jī)交互式設(shè)置重要參數(shù)，如內(nèi)部增益、位移信號(hào)采樣率等；
[0057] (6)重要參數(shù)掉電記憶：保存設(shè)置好的參數(shù)，開機(jī)自動(dòng)讀取，非初次使用的監(jiān)測(cè)裝 置免設(shè)置。
[0058] 在本實(shí)用新型中采用微位移傳感器監(jiān)測(cè)動(dòng)模位移x隨時(shí)間t變化的關(guān)系，采集料 段在成形過程中成形質(zhì)量的變化規(guī)律，采用自學(xué)習(xí)算法自動(dòng)建立包絡(luò)曲線作為生產(chǎn)監(jiān)測(cè)標(biāo) 準(zhǔn)，根據(jù)位移曲線上的每一點(diǎn)可自動(dòng)分析計(jì)算最佳包絡(luò)曲線的寬度。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，模 具磨損、料段變長(zhǎng)、變短等環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常時(shí)，位移信號(hào)變化就會(huì)在包絡(luò)曲線上反映出來，如 圖2為自動(dòng)學(xué)習(xí)包絡(luò)曲線示意圖；
[0059] 鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行學(xué)習(xí)算法時(shí)，在操作人員的監(jiān)控下并由操作人 員判斷鋼球成形的質(zhì)量是否合格，只記錄合格鋼球毛坯的位移信號(hào)。如圖3所示列出了標(biāo) 準(zhǔn)信號(hào)學(xué)習(xí)算法流程，通過數(shù)據(jù)采集得到離散化載荷信號(hào)數(shù)據(jù)點(diǎn)，將整個(gè)波形的學(xué)習(xí)修正 為對(duì)點(diǎn)的學(xué)習(xí)。主要有采樣離散和循環(huán)中值濾波兩步。
[0060] (1)采樣離散：進(jìn)行η個(gè)冷鐓鋼球合格信號(hào)采樣；每個(gè)信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，離散為 一個(gè)長(zhǎng)度固定為N的數(shù)組[x iN] (i = 1，2…η)。這樣將每個(gè)載荷信號(hào)由連續(xù)模擬量變?yōu)殡x 散點(diǎn)，為中值濾波提供數(shù)值來源。
[0061] (2)循環(huán)中值濾波：對(duì)η組數(shù)據(jù)中每個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)進(jìn)行升序排列，選擇中間的3個(gè)數(shù)據(jù) 進(jìn)行保存。如果有新數(shù)據(jù)，再進(jìn)行η-3組波形的采樣，組成η組數(shù)據(jù)，升序排列；但記錄下哪 些是以前保留下來的舊數(shù)據(jù)，哪些是新的數(shù)據(jù)。由于舊數(shù)據(jù)已經(jīng)過篩選，所包含的信息量比 新數(shù)據(jù)大，其優(yōu)先權(quán)高，根據(jù)新舊數(shù)據(jù)各種不同的排列可能，得到3組新的波形信號(hào)，如此 循環(huán)。如果沒有新波形輸入則從每個(gè)點(diǎn)剩余的3個(gè)數(shù)據(jù)中，選擇中間的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，得到 標(biāo)準(zhǔn)波形信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：包括動(dòng)、靜模位移信號(hào)采集 裝置，位移信號(hào)采集裝置與單片機(jī)控制系統(tǒng)相連，單片機(jī)控制系統(tǒng)與人機(jī)界面相連，所述的 動(dòng)、靜模位移信號(hào)采集裝置采集動(dòng)模、靜模之間的位移變化，并將位移變化轉(zhuǎn)化為電壓變 化；所述的電壓信號(hào)傳輸給單片機(jī)控制系統(tǒng)，所述的單片機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理 后，在人機(jī)界面上顯示。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述的動(dòng)、靜 模位移信號(hào)采集裝置包括微位移電渦流傳感器、安裝在冷鐓機(jī)固定模殼上的固定支架和安 裝在活動(dòng)模殼上且用于傳感器感應(yīng)的固定感應(yīng)塊；所述的微位移電渦流傳感器安裝在固定 支架上。
3. 如權(quán)利要求1所述的用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述的單片 機(jī)控制系統(tǒng)包括單片機(jī)芯片，A/D轉(zhuǎn)換模塊，報(bào)警裝置；A/D轉(zhuǎn)換模塊和報(bào)警裝置均與單片 機(jī)芯片相連。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述的報(bào)警 裝置主要包括繼電器和紅色報(bào)警燈，繼電器來控制報(bào)警燈電路的通斷。
5. 如權(quán)利要求1所述的用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述的人機(jī) 界面為觸摸屏人機(jī)界面，通過串口線與單片機(jī)芯片的串口通信連接。
6. 如權(quán)利要求2所述的用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述的微位 移電渦流傳感器、單片機(jī)控制系統(tǒng)、人機(jī)界面均通過系統(tǒng)控制電源電路供電。
7. 如權(quán)利要求6所述的用于鋼球冷鐓成形的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述的系統(tǒng) 控制電源電路包括旋鈕開關(guān)、電源指示燈以及工業(yè)級(jí)AC-DC開關(guān)電源，AC-DC開關(guān)電源將 220V交流電轉(zhuǎn)換成24V和5V直流電輸出。
【文檔編號(hào)】B21K1/02GK204159809SQ201420580494
【公開日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】朱國棟, 艾長(zhǎng)勝 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)