【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械式分度转台损伤检测领域，具体为一种基于声发射指标的在线损伤检测方法及系统。
技术介绍
1、机械式分度转台是一种精确测量的工具，由在水平面旋转的转盘和在垂直面上旋转的分度台组成，可以实现工件转移、工序切换和工件定位等作。在自动化汽车生产线上，机械式分度转台通常与其他系统、设备集成，例如：与焊接机器人集成，分度转台将焊接工件传输到指定工位，然后焊接机器人对传输的工件进行焊接操作，这使得生产线能够实现高度自动化，提高生产效率和降低人力成本。在实际应用中，机械式分度转台在满载荷连续运转、载荷分配不均匀等疲劳运转下容易出现损伤，但由于分度转台一般安装在整条产线最底部，安装空间比较狭窄，不易于进行安全维护。因此，在线监测机械式分度转台健康状态十分重要。
2、传统的旋转机械检测方法主要有振动检测和温度检测。其中，振动检测方法是通过分析和处理设备的振动信号，提取信号的正常和故障特征。但是，振动检测需要将传感器安装在被检部件上，适用于已知故障类型检测并且对于材料早期损伤不够灵敏。基于温度的检测方法是通过监测设备的温度变化，设备运行时突然产生不正常的温度变化，这意味着设备可能存在故障。这种检测方法仅适用于部分故障类型，而对于某些机械问题的敏感性较低。这两种方法都存在对设备故障不敏感，无法有效解决在线检测的问题。因此，需要一种能够对机械式分度转台进行在线的动态检测方法。
3、声发射(acoustic emission，ae)以其高灵敏性为分度转台的损伤检测提供一种有效的方法。其中，ae特征指标通常用于描述设备
技术实现思路
1、本专利技术技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案，主要提供了一种基于声发射指标的在线损伤检测方法及系统，用以解决上述
技术介绍
中提出的传统的传统旋转机械检测方法无法有效在线检测的技术问题。
2、本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：
3、一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，包括如下步骤：
4、s1、采集待检测设备的声发射波形；
5、s2、基于声发射波形的原波形提取ae事件，并记录各ae事件的起点和终点，统计ae事件的持续时间；
6、s3、计算并统计每个ae事件的声发射指标，并构建数据集；
7、s4、对步骤s3中构建的数据集进行绝对值、归一化处理，得到新数据集；
8、s5、计算步骤s4中得到的新数据集中各个ae事件的损伤评价指标；
9、s6、根据损伤评价指标的数值区间，划分待检测设备的损伤等级。
10、进一步地，步骤s1中，所述声发射传感器采用压电陶瓷传感器。
11、进一步地，步骤s2中，基于预设的门槛电压和持续时长来识别ae事件。
12、进一步地，步骤s2中，先筛选原波形中超过门槛电压的数据点，并确定相邻两个数据点间隔大于预设的持续时长；然后分析所提取的ae事件，在发现波形分布不理想、不标准的ae事件存在时，再次设定预设时长，进行二次筛选。
13、进一步地，步骤s3中，声发射指标包括振幅、能量、平均功率和偏斜度；
14、数据集为xi＝[ami,ei,pi,ski],i＝1,2,…,m，m表示提取的ae事件总数；am表示振幅，e表示能量，p表示平均功率，sk表示偏斜度。
15、进一步地，步骤s4中，新数据集为
16、
17、其中，xij为第i个ae事件的第j维指标；i＝1,2,...,m；j＝1,2,3,4。
18、进一步地，步骤s5中，损伤评价指标的计算公式为：
19、
20、进一步地，步骤s6中，划分的损伤等级为：
21、损伤评价指标小于0.3，表示待检测设备发生轻微损伤；
22、损伤评价指标介于0.3和0.7之间，表示待检测设备发生中度损伤；
23、损伤评价指标大于0.7，表示待检测设备发生严重损伤。
24、本专利技术还提供了一种基于声发射指标的在线损伤检测系统，用于实现上述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法的步骤，所述基于声发射指标的在线损伤检测系统包括声发射采集模块、声发射信号处理模块、损伤辨识模块；
25、所述声发射采集模块包括声发射传感器，用于安装在待检测设备上采集其运行过程中释放的ae信号，并将声音信号转化为电信号；
26、所述声发射信号处理模块包括前置放大器和声发射仪，前置放大器的输入端通过信号电缆与声发射传感器输出端连接；声发射仪可以对放大后的信号进行滤波、模数转换，并生成波形文件传输给主机；
27、所述损伤辨识模块，包括主机，用于获取原始声发射波形文件，并安装基于声发射指标的在线损伤检测方法进行检测。
28、进一步地，所述损伤辨识模块设置有信号灯警告装置，与主机相连，通过信号灯的不同状态来警示待检测设备的不同损伤等级。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
30、(1)本专利技术通过计算ae事件的时域特征参数，并对各特征参数进行加权组合，提出损伤评价指标score，可以刻画出待检测设备运行过程中的真实损伤行为，获得具体损伤信息。相比于振动检测和温度检测方法，本专利技术能够对运行中的设备进行在线的动态检测，通过ae指标反映机械式设备损伤过程应变能的释放行为，统计不同时刻ae事件的指标值，从而可给出详细的损伤等级评价报告，及时监测设备损伤发生的时间和损伤程度，进而可提前进行故障预防。
31、(2)本专利技术提供的检测系统部署简单，应用场合广。声发射传感器安装方便，检测灵敏度高，可以根据不同需求安装在不同检测部位；适用于多种场合：新机检测、运行检测、停机检测，能够发现早期损伤，具有较高的准确性。
32、(3)本专利技术通过振幅、能量、平均功率和偏斜度等多维声发射指标来构建数据集，以完全表征损伤真响应过程；且对该数据集进行绝对值、归一化处理，解决不同声发射指标单位不一致和sk指标存在负数的问题，以便于后续进行损伤评价指标的计算。
33、(4)本专利技术通过声发射传感器采集待检测设备运行过程中释放的ae信号，并将声音信号转化为电信号；再通过前置放大器提高信噪比，并通过声发射仪对放大后的信号进行滤波、模数转换，以生成波形文件，实现了对有用的ae特征参数的高效识别，从而解决了待检测设备在复杂工作环境下面临的噪声干扰问题。
34、以下将结合附图与具体的实施例对本专利技术进行详细的解释说明。
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1.一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤S1中，所述声发射传感器采用压电陶瓷传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤S2中，基于预设的门槛电压和持续时长来识别AE事件。
4.根据权利要求3所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤S2中，先筛选原波形中超过门槛电压的数据点，并确定相邻两个数据点间隔大于预设的持续时长；然后分析所提取的AE事件，在发现波形分布不理想、不标准的AE事件存在时，再次设定预设时长，进行二次筛选。
5.根据权利要求1所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤S3中，声发射指标包括振幅、能量、平均功率和偏斜度；
6.根据权利要求5所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤S4中，新数据集为
7.根据权利要求6所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤S5中，损伤评价
8.根据权利要求1所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤S6中，划分的损伤等级为：
9.一种基于声发射指标的在线损伤检测系统，其特征在于：用于实现权利要求1-8任一项所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法的步骤，所述基于声发射指标的在线损伤检测系统包括声发射采集模块、声发射信号处理模块、损伤辨识模块；
10.根据权利要求9所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测系统，其特征在于：所述损伤辨识模块设置有信号灯警告装置，与主机相连，通过信号灯的不同状态来警示待检测设备的不同损伤等级。
...【技术特征摘要】
1.一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤s1中，所述声发射传感器采用压电陶瓷传感器。
3.根据权利要求1所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤s2中，基于预设的门槛电压和持续时长来识别ae事件。
4.根据权利要求3所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤s2中，先筛选原波形中超过门槛电压的数据点，并确定相邻两个数据点间隔大于预设的持续时长；然后分析所提取的ae事件，在发现波形分布不理想、不标准的ae事件存在时，再次设定预设时长，进行二次筛选。
5.根据权利要求1所述的一种基于声发射指标的在线损伤检测方法，其特征在于：步骤s3中，声发射指标包括振幅、能量、平均功率和偏斜度；
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，张昕，程子安，宫实，王勇，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：
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