本文關鍵詞：磁柵導軌拼接與故障檢測關鍵技術研究及工程實現

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【摘要】：在現今機械行業(yè)中,尤其是極端制造領域,大型裝備中所用的導軌長度越來越長,如我國某重型運載火箭整流罩鉚接設備行程達70~80米。磁柵直線導軌因兼有測量系統(tǒng),磁柵熱變形小,測量精度較高,環(huán)境適應性強等特點,被廣泛應用于高端機床位置測量領域。由于國內外磁柵導軌多以3米/根或5米/根生產和銷售,大行程機床導軌采用多節(jié)導軌拼接來實現。若磁柵導軌僅采用傳統(tǒng)的“機械式”拼接,磁柵測量滑塊通過導軌接縫時,可能會造成信號畸變、失真,乃至丟失,會導致測量精度顯著下降甚至測量失效;另一方面,磁柵導軌在拼接完成后,因長時間使用后磁柵失磁、地基沉降與溫度變化等因素造成接縫偏移,甚至導軌扭曲等現象非常普遍,這就對導軌的定期維護和穩(wěn)定工作提出了嚴峻挑戰(zhàn)。因此,研究一種新型的磁柵導軌“無縫”拼接及故障檢測技術,具有極大的工程應用價值。本文通過對磁柵導軌“無縫”拼接原理的研究,將磁柵導軌拼接問題轉換為磁柵信號相位差精確檢測問題。針對這一問題,文中從導軌拼接過程中磁柵信號的特征分析入手,提出了一種基于Nuttall窗的高效的相位差檢測算法,并與傳統(tǒng)HDFT(加漢寧(Hanning)窗DFT算法)、K-DFT算法(加Kaiser5窗DFT算法)等進行了仿真對比,結果表明:該算法不需要預先知道信號頻率,不要求被測信號頻率恒定,不需要整周期采樣,且具有良好的噪聲抑制能力,可以保證磁柵讀數頭以任意速度和加速度通過導軌接縫時,均可實現高精度的相位差實時檢測。本文通過對磁柵導軌所特有的故障模式的歸納分析,進行了磁柵導軌故障檢測原理研究,提出了以THD+N失真度檢測等技術為基礎的多特征磁柵信號質量檢測評價方法和以李薩如圖形為基礎的信號質量圖形化顯示方法,設計了磁柵導軌故障識別規(guī)則。最后,本文給出了基于以上技術的磁柵導軌拼接與故障檢測儀的工程設計方案,對其軟硬件設計與實現進行了描述和說明。通過對檢測儀的實驗室測試和工業(yè)現場驗證,結果表明:實測結果和仿真分析數據一致,能夠高質量的實現磁柵導軌拼接與故障檢測功能。因此,上述磁柵導軌拼接與故障檢測技術具有良好的工程可實現性,具有極為廣闊的技術推廣價值。
【學位授予單位】：西北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG502.6

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