[00117468]基于压电效应的钢球冷镦成形在线监测系统

　　项目简介 　　钢球主要用于轴承，阀门，丝杠传动，磨机粉碎、抛光等，是机械、汽车行业，以及军工、航空航天工业的必不可少的零件。冷镦作为钢球加工的第一道工序，其成形缺陷成为质量隐患和次品源头。系统以钢球冷镦机为研发应用对象，研究其冷墩成球中锻压设备的冷镦力变化过程，采用基于信号分析的过程监测理论，针对冷镦过程进行数据分析处理，建立冷镦载荷特征与质量指标的对应规律，对其成形质量和设备状态进行实时监测。该装置已成功在顺达钢球冷镦设备有限公司推广试用，成为实现钢球墩压成形的有效解决方案。金属压力加工的冲击力动态监测记录装置获得国家实用新型专利。 　　技术特点 　　目前，国内针对钢球成形质量使用人工抽检的办法，使用大量的专用量具，检验步骤繁琐，效率低。国外通过在冲压机、冷镦机的关键位置安装应变（应力或加速度）传感器对应变（载荷或振动）信号进行实时监测和记录，在线提取并分析信号特征，从而实现了加工过程监测，但存在技术垄断，价格昂贵。本产品利用压电传感器在线提取冷镦力波形曲线，成功实现了加工过程的监测，对及时自动发现成形缺陷和技术故障有着重大意义。 　　该系统属机械自动化检测技术领域，以压电效应为基础，应用高灵敏度的压电式力传感器实时采集冷镦力信号。高性能MCU中控制和曲线分析算法，找出产品质量相关量，计算出最佳包络曲线宽度，建立生产监测标准，实现质量监控。通过软件控制LCD在液晶屏上动态显示出冷镦力的波形及特征点、机床生产速度、次品数量等重要信息。 　　生产条件及市场预测 　　据统计，目前我国有钢球冷镦加工厂，要全部实现钢球成球质量的自动化检测，至少需要20000台左右。因此锻压成形在线监测系统在中国锻压界有着巨大的市场推广前景，所以实现锻压成形在线监测系统的国产化会产生巨大的社会经济效益。 　　本设备属于自动在线监测范畴，运行过程中无污染。在安装方面，只需将压电传感器安装在锻压设备两模具轴向中心线方向，无需对锻压机床进行重大改型，其图形化和人机交互式操作页面方便职工操作。对工艺、厂房、环境等均无特殊要求。