全自动铁路货车轴承动态质量检测系统

摘要

全自动铁路货车轴承动态质量检测系统属于轴承振动检测及质量控制技术领域。前置放大器安装在传感器中；低、中、高频8挡程控放大器+低、中、高频高通滤波器制作在一个电路板A上；低、中、高频低通滤波器+I/O控制+多路A/D转换制作在电路板B上；3路信号发生器制作在线路板C上；I/O接口制作在线路板D上；电源+音量功率放大制作在E板上。系统由2个A板、2个B板、2个E板、1个C板、1个D板、2个E板共10个独立电路板和一台工控机组成。10个电路板安装在工控机主机箱中。本发明所达到的有益效果是：能够实时检测，实时质量分析。主要应用于轴承振动检测及质量控制领域。

主权项

1.全自动铁路货车轴承动态质量检测系统，其特征在于，由硬件和软件两部分组成；a.硬件部分：前置放大器安装在传感器中；低、中、高频各有的8挡程控放大器和低、中、高频高通滤波器制作在一个电路板A上；低、中、高频低通滤波器、I/O控制和多路A/D转换制作在电路板B上；3路信号发生器制作在电路板C上；I/O接口制作在电路板D上；电源和音量功率放大制作在电路板E上；整个系统由2个A板、2个B板、2个E板、1个C板、1个D板、2个E板共10个独立电路板和一台工控机组成；10个电路板安装在工控机主机箱中；b.软件部分运行过程是：(一)、开机后，绘制刷新主测量界面程序模块绘制出主测量界面；该界面分有以下16个区域：1)、其它测量参数区：分别显示前、后工位所测量的峰值因子和峭度值；2)、质量统计区：分别显示总测量个数、总合格率和A、A1、A2、A3和A4组合格率；3)、门限区：显示低、中、高频门限值；4)、前工位质量水平判定区：根据前工位测量结果显示所达到的质量水平；5)、后工位质量水平判定区：根据后工位测量结果显示所达到的质量水平；6)、高频质量趋势图：将最近50件样本的高频振动质量结果显示在该区域；7)、P/R阈值区：显示预先设置的峰值P/有效值R超过设定阈值的计数值；8)、文件名称显示区：显示测量结果将要存储的文件名称；9)、前工位振动波形显示区：实时显示前工位振动波形；10)、后工位振动波形显示区：实时显示后工位振动波形；11)、功能键提示区：提示各项功能操作热键；12)、后工位振动测量结果显示区：实时显示后工位低、中、高频测显结果；13)、前工位振动测量结果显示区：实时显示前工位低、中、高频测量结果；14)、量程指示区：分别指示低、中、高频满刻度量程；15)、低频质量趋势图：将最近50件样本的低频振动质量结果显示在该区域；16)、中频质量趋势图：将最近50件样本的中频振动质量结果显示在该区域；系统完成主测量界面绘制后，程序从门限文件中调出门限、阈值对第3)区和第7)区进行更新显示；程序根据系统日期确定的文件名称对第8)区更新显示，同时根据该文件名称调出历史测量数据，更新显示第6)、第15)、第16)区的三个频段质量趋势图；根据上一次关机前存储的量程状态设置量程；(二)、系统在没有接到PLC开始测量指令时，程序循环运行空闲测量模块；在这一阶段运行中，通过信号采集、数据处理、测量结果刷新和波形显示子程序的运行，使系统处于循环测量状态；在这一过程中进行测量机械系统基础振动、外部校对和观察系统运行状态操作；(三)、系统接到PLC开始测量指令后，立即进入测量模块：由信号采集、数据处理、测量结果刷新和波形显示、输出判定、显示质量统计结果和判定结果、更新质量趋势图和测量结果存储子模块构成一个测量循环；然后系统再次进入空闲测量模块进行循环运行，等待下一次PLC发出的开始测量指令；质量趋势图采用“平均值与极差”X-R模式；(四)、其它功能模块的实施：在空闲测量模块循环运行过程中，如果有功能键按下，则程序开始调用以下专用功能子程序：F1：进入设置测量参数：这是一个文档界面，在这里设置：零件类型、测量延时、测量日期、测量单位、验收门限、P/R阈值、测量平均次数和输出延时；按Esc键返回；F2：设置门限：这是一个文档界面，在这里设置：A、A1、A2、A3、A4组门限；按Esc键返回；F3：设置系数：这是一个文档界面，在这里设置：传感器灵敏度和用户修整系数；按Esc键返回；F4：清零：按下F4键后，程序将第8)区确定的文件内容清空；第2)、第6)、第15)、第16)区清空；F5：提示其它功能热键：第11)区只提示三个功能热键，按F5键后，程序在界面上弹出一个窗口，提示其它热键功能；按Esc键返回；F6：清最后一次测量：按F6键后，程序将清除最后一次测量结果，刷新第2)、第6)、第15)、第16)区；F7：提取数据：按F7键后，程序在界面上弹出一个对话框，提示想查看的历史文件；文件内容屏幕输出或打印机输出；按Esc键返回；F8：校对仪器：系统进入校对模式，这时程序启动程控开关，断开前置放大器输出，接通三路信号发生器，将低、中、高频校准信号依次输入主测量电路，程序依次扫描三个频带的八挡程控放大电路，同时采集输入和输出信号，通过对输入、输出信号的差值计算得出每个挡位修整系数，存储在系统文件中，用以修整仪器的测量结果；按Esc键返回；F10：工序能力分析：按F10键，程序弹出界面，根据最近50件样本的质量水平，画出三个频段的直方图，计算并显示出各频段的平均值、最大值、最小值、50件样本合格率、50件样本的Cp值，计算并显示出总合格率、A组、A1组、A2组、A3组、A4组合格率；界面可以打印；按Esc键返回；P：打印分析图形：按P键，程序自动打印质量趋势图；S：保存数据文件：程序每测量五个样本就自动保存一次数据；当按S键后，程序立即将当前测量数据予以保存；←→：通过按←→键选择第14)区低、中、高频满刻度量程显示框，被选中的量程显示字母和边框将改变颜色；这时第9)、第10)区显示的是与之对应的振动波形；↑↓：通过按↑↓键改变被选中的频段满刻度量程大小；Esc：在开机后，程序按预定方案绘制出主测量界面下，按Esc键退出全部运行程序。