CN107084838B - 一种电磁振动器的零件干涉检测方法、装置及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电磁振动器的零件干涉检测方法、装置及应用，用力锤敲击电磁振动器的振动部件，采集力锤的力信号，采集振动部件的加速度信号；将获得的模拟信号经过A/D转换，得到力与加速度的时域数字信号对数字信号进行快速傅立叶变换，得到力与加速度的频域数字信号；用加速度的频域数字信号除以相同频率上的力的频域数字信号，获得系统的频域响应函数；将频域响应函数的峰值与预先设定的阀值进行对比，如果峰值>阀值，则判断电磁振动器的内部零件不干涉，反之则干涉。可以量化判断是否零件之间是否发生干涉。测试方法简单，效率高。阀值H确定方法简单，可适应不同类型的振动器使用。

Description

一种电磁振动器的零件干涉检测方法、装置及应用
技术领域
本发明涉及一种零件干涉的检测方法，尤其涉及的是一种电磁振动器的零件干涉检测方法、装置及应用。
背景技术
振动器作为最常见的一种给料设备，广泛应用于粮食、食品、工业品等加工生产线。电磁振动器是利用通电线圈产生电磁场，吸引振动部件，当驱动电信号是周期性交变的，其产生的磁场引力也即是周期性的，从而实现振动部件的振动。在振动过程中，弹性元件衔铁发生弹性变形，保证振动器振动部件在平衡位置往复运动。
在装配过程中，由于零件本身的加工误差及装配误差的存在，衔铁与线圈内壁有可能发生接触。装配完成时，衔铁和线圈处于近似封闭的空间中，难以观察到其是否接触。目前一般的做法是尽可能的提高零件的加工精度，同时利用一些工装保证装配精度。但是并没有有效检测手段来保证所有的衔铁均不与线圈内壁接触。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种电磁振动器的零件干涉检测方法、装置及应用，可以实现快速有效的检测零件是否与相邻的零件发生干涉。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：
(1)用力锤敲击电磁振动器的振动部件，采集力锤的力信号f(t)，采集振动部件的加速度信号a(t)；
(2)将获得的模拟信号f(t)和a(t)经过A/D转换，得到力与加速度的时域数字信号f(tn)和a(tn)，n＝1,2…N；
(3)对数字信号进行快速傅立叶变换(fft)，得到力与加速度的频域数字信号F(wn)和A(wn)；
(4)用加速度的频域数字信号除以相同频率上的力的频域数字信号，获得系统的频域响应函数，即H(wn)＝A(wn)/F(wn)；
(5)将频域响应函数的峰值H(w0)与预先设定的阈值H进行对比，如果H(w0)>H，则判断电磁振动器的内部零件不干涉，反之则干涉。
力锤的敲击力应以能够有效激发出振动器的固有频率为宜，敲击时应做到干净利落，既要避免出现双击，也要避免由于锤击时间过长，以防造成能量主要集中在低于振动器固有频率的低频段，而不能有效地激发出振动器固有频率。当振动器自身差异较大时，所需提供的敲击力也会不同，因此具体的敲击力可在实际测试中进行调整和确定。此外，加速度和力传感器的量程应选择恰当，使得测试结果在量程的一半左右为宜。
所述电磁振动器包括底座，设置在底座内的线圈，穿设在线圈内的衔铁，连接在衔铁端部的振动部件，所述衔铁和线圈内壁具有间距d。
所述间距d为2mm。间距较小，在装配结束后线圈和衔铁相对封闭，无法观察内部是否发生了干涉。
所述步骤(5)中，如果H(w0)>H，则判断电磁振动器的线圈和衔铁不干涉，反之则干涉。
所述阈值H的获得方法如下：在不安装线圈的情况下，重复步骤(1)～(4)，获得H(w0)，阈值H＝K*H(w0)，其中K为0.6～0.8。
一种使用所述零件干涉检测方法进行干涉检测的装置包括力锤，对振动部件进行脉冲输入；
力传感器，安装在力锤上采集力信号；
加速度传感器，安装在振动部件上；
A/D转换器，将力传感器和加速度传感器采集到的力与加速度的模拟信号转换为力与加速度的时域数字信号；
傅里叶转换器，将A/D转换器的时域数字信号进行快速傅立叶变换，得到力与加速度的频域数字信号；
频域响应函数获取器，将加速度的频域数字信号除以相同频率上的力的频域数字信号，获得系统的频域响应函数，并将频域响应函数的峰值H(w0)与预先设定的阈值H进行对比。
一种电磁振动器的零件干涉检测方法在色选机中的应用。可以在色选机上使用上述方法来检测振动器是否发生零件干涉。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明可以方便有效的进行零件干涉检测，可以量化判断是否零件之间是否发生干涉。测试方法简单，效率高。阈值H确定方法简单，可适应不同类型的振动器使用。
附图说明
图1是本发明的检测装置的结构示意图；
图2是图1的A部的局部放大图；
图3是本发明检测方法的流程图；
图4是力锤敲击时的力信号f(t)曲线；
图5是力锤敲击时的加速度信号a(t)曲线；
图6是力的频域数字信号F(wn)曲线；
图7是加速度的频域数字信号A(wn)；
图8是频域响应函数H(wn)的曲线；
图9是H(w0)>H的曲线；
图10是H(w0)<H的曲线。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1和图2所示，本实施例的电磁振动器包括底座1，设置在底座1内的线圈2，穿设在线圈2内的衔铁3，连接在衔铁3端部的振动部件7，所述衔铁3和线圈2内壁具有间距d，所述间距d为2mm。
本实施例中进行干涉检测的装置，包括力锤5，对振动部件7进行脉冲输入；力传感器4，采用美国PCB公司的208C02型传感器，安装在力锤5上采集力信号；加速度传感器6，采用美国Dytran公司的3023A2H型压电式传感器，安装在振动部件7上；
A/D转换器8，采用12bitA/D转换芯片，将力传感器4和加速度传感器6采集到的力与加速度的模拟信号转换为力与加速度的时域数字信号；傅里叶转换器9，将A/D转换器8的时域数字信号进行快速傅立叶变换，得到力与加速度的频域数字信号；
频域响应函数获取器10，将加速度的频域数字信号除以相同频率上的力的频域数字信号，获得系统的频域响应函数，并将频域响应函数的峰值H(w0)与预先设定的阈值H进行对比。
如图3所示，本实施例的检测方法如下：
(1)如图1，装配好待检的电磁振动器；
(2)将加速度传感器6安装在振动部件7上；
(3)将力传感器4安装在用于提供脉冲力输入的力锤5上；
(4)用力锤5敲击振动部件7，同时采集力和加速度信号f(t)和a(t)，如图4和图5所示；
(5)将获取的模拟信号经过A/D转换，得到力与加速度的时域数字信号f(tn)和a(tn)，其中n＝1,2…N，如图6和图7所示；
(6)对数字信号进行快速傅立叶变换(fft)，得到力与加速度的频域数字信号F(wn)和A(wn)；
(7)用加速度响应的频域信号除以相同频率上的力的频域信号，获取系统的频域响应函数，H(wn)＝A(wn)/F(wn)，并绘制频率响应函数曲线如图8所示；
(8)将频率响应函数的峰值H(w0)与预先设定的阈值H进行对比，如果H(w0)>H，则判断衔铁3与线圈2内壁不干涉如图9所示，反之则干涉如图10所示；
阈值H的获取方法是：在不安装线圈2的情况下，测量H(w0)，将K*H(w0)定义为H，其中K一般取值为0.6～0.8。由于零部件、装配等的差异性，振动器的H(w0)会有一定的差异。在确定K时，若K取值过大，会将一些未发生干涉的振动器误判为发生干涉，若K取值过小，则有可能会将一些发生干涉的振动器误判为未发生干涉。实际选择K值时，若振动器一致性越高，K值的取值可越大(K最大值应小于1)。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电磁振动器的零件干涉检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用力锤敲击电磁振动器的振动部件，采集力锤的力信号f(t)，采集振动部件的加速度信号a(t)；
(2)将获得的模拟信号f(t)和a(t)经过A/D转换，得到力与加速度的时域数字信号f(tn)和a(tn)，n＝1,2…N；
(3)对数字信号进行快速傅立叶变换(fft)，得到力与加速度的频域数字信号F(wn)和A(wn)；
(4)用加速度的频域数字信号除以相同频率上的力的频域数字信号，获得系统的频域响应函数，即H(wn)＝A(wn)/F(wn)；
(5)将频域响应函数的峰值H(w0)与预先设定的阈值H进行对比，如果H(w0)>H，则判断电磁振动器的内部零件不干涉，反之则干涉。
2.根据权利要求1所述的一种电磁振动器的零件干涉检测方法，其特征在于，所述电磁振动器包括底座，设置在底座内的线圈，穿设在线圈内的衔铁，连接在衔铁端部的振动部件，所述衔铁和线圈内壁具有间距d。
3.根据权利要求2所述的一种电磁振动器的零件干涉检测方法，其特征在于，所述间距d为2mm。
4.根据权利要求2所述的一种电磁振动器的零件干涉检测方法，其特征在于，所述步骤(5)中，如果H(w0)>H，则判断电磁振动器的线圈和衔铁不干涉，反之则干涉。
5.根据权利要求2所述的一种电磁振动器的零件干涉检测方法，其特征在于，所述阈值H的获得方法如下：在不安装线圈的情况下，重复步骤(1)～(4)，获得H(w0)，阈值H＝K*H(w0)，其中K为0.6～0.8。
6.一种使用如权利要求1～5任一项所述零件干涉检测方法进行干涉检测的装置，其特征在于，包括力锤，对振动部件进行脉冲输入；
力传感器，安装在力锤上采集力信号；
加速度传感器，安装在振动部件上；
A/D转换器，将力传感器和加速度传感器采集到的力与加速度的模拟信号转换为力与加速度的时域数字信号；
傅里叶转换器，将A/D转换器的时域数字信号进行快速傅立叶变换，得到力与加速度的频域数字信号；
频域响应函数获取器，将加速度的频域数字信号除以相同频率上的力的频域数字信号，获得系统的频域响应函数，并将频域响应函数的峰值H(w0)与预先设定的阈值H进行对比。
7.如权利要求1～5任一项所述的一种电磁振动器的零件干涉检测方法在色选机中的应用。
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