TW515738B - Method and system for on-line monitoring stamping operation - Google Patents

Description

515738 五、發明說明α) ---— k員專利不僅開發了一套對—台或者多台沖床於正常 生產中的在線監控和診斷的完整方法，而且闡述了如何利 用先進的小波信號處理的方法來構造有效監測演算法以實 現對一台或多台沖床同時進行監控和診斷分折。 金屬沖壓過程是一種常用的機械加工過程，同時也是 一個非常複雜的加工過程，它在數十以至數百毫秒的時間 内使金屬產生很大的彈性變形與塑性變形，最終將金屬板 料變為人們需要的各種形狀，在這個瞬態過程中需要消耗 大量的能量，沖壓過程所涉及的過程變數超過四十個。多 年來國内外許多學者都從不同的角度對沖壓過程的監測與 控制進行了大量的研究，其中包括”Jiri and Shi used” wavelet transform to compress the tonnage signal into a small set of attributes and then used an Artificial Neural Network (ANN) for classification, (Technometrics, November 1999,

Vol· 41，No· 4 pp· 327-339·)” 等等·儘管如此，它們 多數都屬於理論研究，很難用於實際生產環境中。 該項專利發明旨在為一舍或者多台沖床的生產作業進 行在線監控和診斷提供一套完整的方法和操作系統。它的 原理是把壓電式應變傳感器安裝在沖床的立柱上，以便提 取正常·生產情況下沖壓信訊中的應變信號，並用小波分解 與重構的方法來求得應變信號（間接沖壓力）的低頻主分 量’根據若干個正常狀態的樣本信號得到該主分量的平均 值和方差，從而通過自我學習可以得到正常狀態的上下曲

515738 五、發明說明（2) 線報警限（也就Η „ p蹤蘭佶 程的應變作味/跟鉍閾值），在監測時先計算出每個沖 較，二何‘ 2 Γ頻主分量，然後與設定好的報警線進行比 止，以免1二生超限則發出報警信號並能使沖床自.動停 以達=產品質量，降低次品；=到進步u 行在：監：：：以對口者多台沖床的生產作業進 a”采集下元Λ之方法，包含下列步驟: 個：J 情 中床床身的沖壓信訊中的多 1固麥考應變信號樣本； b)通過平滑參考應變信號，確定夂 C)根據參考曲線，設定由疋 > 考曲線， 圍； 、、灵 甶冲床床身測的應變公差範 d) 由選定的應變僂咸 應變信號； 等^ 口铋集測得的沖床床身在線 e) .診斷在線應變信號是否落在公 f) 根據在步驟e )中得出的处 » J、、々果，控制機床操作。 該項專利發明還旨在對一台立 、隹一 ：&給κ4 4者多台沖床的生產作業 進灯在線I控和移斷提供一操作系 八·

一安裝在沖床床身上的梦w ^ S 號； 、置’用以獲取沖壓應變信 經應變傳感器，採隼正當 應變信號的部件； > 況下沖床上多個參考 心 > 考曲線的部件； 處理參考應變信號，以確定夂

第8頁 五、發明說明（3) 根據參考曲線，％定+、山十e ώ τ 部件； 汉疋由沖床床身測的應 變公差範圚的 由選定的應變傳感器’採集 信號的部件； 測得的沖床戍 衣床身在線應變 診斷在線應變作钬4 I # +、¥ _ ^ ^ 1〇就疋否洛在公差範圍內ΑΑ Α 控制機床操作的部件。門的邻件；及 如果沒有特別說明，那麼„跟縱間值 的定義等同”公差範圍"的定義。 〔或跟縱報警） 甶於沖壓過程是 • 、 叫付頊吋间很妞大#八、^ ^ * 從沖頭接觸工件到離開工件的時間約數十；壓過程 的瞬態過…由沖床床身立柱測 ：：：秒） 瞬態信號’它可以在一個沖壓循環内分解型的 且和該循環内不同的時間相對應。如圖7所示γ _，域並 段上，應變信號> 接近於零值，而、沖頭處:域1 區域2段上，壓料板接m工件產生輕U狀。士在 也相應地令應變值按—定比例增加。在區域3段上/ =曰守 接觸，件並施加沖壓力到工件上，工件變形使應變相二 加。在區域4段上，沖壓力超越於金屬材料的塑性變〜曰 力，金屬的塑性變形主要發生於這個過裎中，而且 瞬間急劇下降，應變信號有一個衰減震邊的過程。^力 5段上，沖頭開始返回到準備工作的初始位置，一個^域 循環結束。所以說應變信號包含靜態和動態特性的數壓< 料’它能有效地適用於在線監控糸統。 貝

515738 五、發明說明（4) ^電式應變傳感器的信號特徵能有效地知在 程中的非正常狀態。實際上，當工件厚度;;：： 3;;斤 沿趨向於朝左方向移動，正如圖7中的區域2、 又所不。這種位移現像剛好反應了沖頭會提前接觸工 ^果有廢料跳動的情況發生，信號就趨向於很 值’這種現像剛好反應了不平衡的沖壓力導致應變 ΐ 1所有14些特徵使得立柱應變信號能充分反映金屬 冲壓在線監控的特點。 —當然，不同的故障特徵可能會發生在應變信號不同的 口Ρ仞:另外比較困難的是從沖床床身提取信號來監測沖壓 欠況往往在信號中引入過多的噪聲幹擾，從而 滑的應變信號。 ^ 眾所周知，Fourier變換（或級數）是將信號變換或 分解到不同頻率、幅值和相位的正弦波，而正弦波是全局 性函數，不能反映信號的局部特徵。與F〇urier分解不 同，小波分解則是將信號分解到一系列具有不同震盪頻率 的緊支撐函數上、，it -系列有限支撐且具有震盪特性的函 數則是由同一個被稱為母小波的函數（或簡稱為小波函數 )通過膨服或壓縮以及平移得到的。一個任意信號祐）的 連續小波變換定義為··

五、發明說明（5) Ζ ^ 為（母）小波函數，a (a· > 0)為膨脹因數 (或稱為尺度因數），b f A似、Λ ^ ，求，本-％ 共軛運算。 D ( 〇<对）平移因數，*表不禝 連續小波變換由於計算量大且沒有快速演算法，在小 波理論發展的初期極大的限制了其應用，Mallat將尺度 口數a和平移因數b進行二進離散並引入快速演算法 後，小波的應用才得到了極大的發展。將b和a進行 二進離散，即：七d及心以以，可以定義正交小波變 換。 · 如果函數族 · 卜k) 、m，kez 構成一個f交基，則得到的正交小波變換為：

Xt ί 2正父小波變換結果是將信號分解為-系列帶寬 進位遞增，下圖為二進^八:的帶寬大’帶寬以一 用一护w：叮 ^ 進小波刀解過程頻段劃分示意圖。利 用這一 4寸性可以對信缺推tα )沾泸浊。士奄4丨上儿進各種通帶（單一通帶或多通帶 性質完成的，通過對作J =…是利用小波的濾、波 頻沖壓應變特徵曲線 刀解與選帶重構㈣光滑的低

第11頁 515738 五、發明說明（6)

二進小波分解過程頻段劃分示意圖 本專利提出一種所謂π跟蹤閾值”（或跟蹤報警）的方 法，可以代替分段，不管是沖壓力的大小的變化還是各關 鍵點發生時刻的變化，這後曲線閾值都可以準確地捕捉到 不同故障導致的沖壓狀態的改變，試驗結果表明，這一方 法非常有效。這一方法採用小波分解與重構的方法，先求 得應變信號（間接沖壓力λ的低頻主分量，根據若干個正 常狀態的樣本信號得到該主分量的均值和方差，從而可以 得到正常狀態的上下報警限，在監測時先計算出每個沖程 的應變信號低頻主分量，然後與報警線進行比較，若任何 點發生超限則發出報警信號。 這裏提出的監測演算法是以概率與數理統計理論為基

第12頁 五、發明說明（7) --- 礎的，*計瞀乂 組Γ柄讲"^之W需要先橡集正常沖壓狀態的沖壓力信號Μ 的情況可以選取不同的組數Μ = 30〜50 號進彳ί 2 Γ 5 1號有N個數據點，採用離散小波將每組信 頻的二個Ϊ二解，根彳康沖壓應變信號的特點，僅採用最低 壓應變作^又^小波係數進行重構，得到消噪後的平滑沖 後對這L犰相二Ϊ我們得到M組平滑的沖壓力信號，然 組^唬計算其均值： 和方差： • ^ ，ϊ = 1，υ 從計算效率上的者 7可愿，可以採用下面的等效公式： Ρ)-嫌灿 :—-- Μ-1 作)= 1「" ^ -

:U"V _ /」 ，卜—，γ 我#們可以得到兩條光滑的上下閾值限··邱)±C.卯）， ，根據數理統計理論，C7 = 3時.·，正常沖壓狀態時 ' _ · 7%的沖壓應變平滑曲線在此閾值限之内。 乂樣，得到兩條正常沖壓狀態的沖壓力閾值限之後， /以後的每次沖壓循環測得的沖壓應變信號均進行同樣的 ^波濾波，然後和這兩條閾值限作比較，超限即做出報 %- 〇 本專利中的過程和系統可以用來同時監控一台或多台

第13頁 五、發明說明（8) 沖床。 的:::沖應變傳感器心 測的傳感器有多種，例如，=“唬。可以用於沖恩 變傳感器、加速度傳感哭。’力傳感器、接近式傳畏 經濟易.用及監測效果^ ^。=據試驗結果，·從安聲 变電式應變傳感器最j 、如果監測對像是一個， 从只選用一個傳感器，若夕1框架沖床單工步 兩個傳感器需被分別安裝在C進式模具，I, 仕#床的兩根立柱上。 在專利的方法中， 採集多個正常沖壓應變；J監測取得高的可㈣ 線。顯而易見，越多處理，從而設定厲 通常，最好有至少‘3〇個樣：袠本將會帶來越高的1 裝在沖 過程監 器、應 方便， 理想。 ^，可 至少有 ’需要 值曲 確性。 波 定 式 相 在·專利的方法第、 分解和重•，得到平取的參考應㈣ 義，從b)步Γ:) :參考曲線。根據本』 的計算機來執行々#二，可以用—台裝用Un 執仃'成存儲、網絡和更多的處?對於一個單工夺掇 經過小 方法的 C + +程 對簡單（圖ίο 從沖床的床身上測出0 •A) ’大部分沖壓故障可以用々

變信號 特徵來 515738

五、發明說明（9) 檢測。然而，對於一個多工步的步進模，其應變信號是非 常複雜的（圖1 0B )。因為這些信號中有許多峰值，單靠 峰值的方法來檢測是相當困難的。在這種情況下，從左右 兩邊床身上採集的二路應變信號被用來反映較完整的過程 特徵。

應變傳感測器應該安裝在沖床上最容易測到應變信號 的位置，為了確定這個位置，我們在一台"c”型框架沖床 上進行了模悲分析試驗’試驗中用4個加速度感測器和一 套專用的模態分析軟體，根據試驗測得的資料，確定幾個 固定頻率：38Hz，68Hz，140Hz，2 60HZ。試驗結果發現， 最敏感的傳感器安裝位置位於” C”型框架沖床的中部 (j40HZ)，這個位置是該類沖床最薄弱的位置。沖床的模 心刀析的數據對沖壓監測來說是非常重要的，因為它們可 =輔助感測器安裝的位置確定在對沖壓狀態敏感的位 置。 傳成ί η:的確定參考曲線的方法如下。⑧電式應變 ^^體結構在機械壓力作用下會釋放出電 程相I;，：：成的：一個或多個顯著的在時間上與沖壓過 缺後二12=f經*安裝於沖床上的應變傳感器監測’ ”、、便與事先確定好的參者值 號的觸發程式來保證每次採樣二匕車:。-個採用内觸發信 WAO· 2V。樣..本的採集是用内部

515738 五、發明說明（10) 觸發和採樣頻車 0 了沖屋迴回圈 2〜5KHZ來進行的’並且採樣周期覆 狀況，、絕大部份值”的設定常常依賴被監測的沖壓 蹤閾值"來監控複：的：:：在監測中分別設立幾組"跟 ，發明的金屬沖壓在線監測系 價格相對低廉的。該系統主要有以下特點：’ 了罪的、 h結合了高性能的優質傳感器的訊號特徵以及自 工智慧、控制方法，根據模具在下死點工作V沖、 =的信號特性變化來自動準確地在線 乍:冲 中“的問題，並自動控制沖床運動，使模具和沖：：： 進-步保護。⑻而達到提高產品質量，降低次品二寻目的 . 活裝置，能同時對一 A 作，大大降低使用者二=台 模具運 用者的咨姓、成本，亚能自動記錄 動統計好、壞產 2 ·電腦化的靈 動進行監測工作 _______ π 和用網絡來傳遞使用者的資料，例如：自動统 品的數量，停機次數和時間，模具/沖庆w b、搞^ 、展χ 況分析等等 ...... 等方面提供有用的分析數據 況分析料。為廠家在模具設計，機床操作：者的Jt 用的分析數if。 ' 生產控制 防 3.無論是"C"刪沖床或者龍門式沖床，都能在不 第16頁 515738 五、發明說明（11) 礙操作設定以及沖座/抬g 品，油.污，材料屑鹿/、運動的情況·下安全地安衷此產 屑 塵i矢以及惡劣的工作環 都不會構成影響。#以、主必p a ^ ^兄等外在因素 箪玄食而决-並乂峋晰易見的中文（繁/簡體字）喪著 夬文旦面來顯不即時的沖床/模具的運動情況。 者 結合如下的圖片，可以進—步描述本專利發明。 圖1是一個典型的”C”型框架沖床的原理透 (10)。在這個圖示中，沖壓生產線包括.一對沖床“衣配圖 (14- 16)。在一個操作循環中，每一沖床均可進一 金屬成型加工。例如，這些沖床可以順序地進I疋的 進模沖壓操作和單沖的沖壓操作。根據小波 ^的步 ，得到·的沖f (14-16)的數據（如經放大器處^^及 式應變傳感裔數據），在線監視器（丨2 ) _、塾電 個沖床的生產操作監視。 订對每— 同時，该在線監視器也可以生成過程式控 用於顯示在LCD顯示屏和上傳中央控制中心。刺資訊， 系統中，監視程式可以讓用戶很容易地從運行=個發明 中央控制中心上獲取數據。監視程式的用戶介面1床上或 Linux C + +和網絡技術。可選擇的用戶浐八 採用了 其他輸入設備，由多級菜單完成。為了二二的=觸摸屏或 數據分析和圖形表示，該監視程式採用了 ^多的、進行 且使用Linux C + +語言進行編程。 、°夕厚文件，蓮 五、發明說明（12) 監視程式可以在任何安裝搪 據採集卡的標準的管 > 用Λ數據採集的多功能數 、編程計算機。該計算；應有至：⑵二'二容機或奔騰可 :GA相容的彩色圖形卡和一飢 :：二個 :川觸’所以應選用最灼需存 據。如果中央控制中…9 /成^达L唬的狀況的數 訊將由沖床的線路網輸：。atelnet ’所有信號和生產資 (20)，f個斤上丁冲子(:2广一型框架沖床包括一個上模 ⑵）。驅動馬達和飛輪'’“個通下JV24一)和—J固下沖子 一個離合器、一個制動哭 ^㊉疋 固皮帶驅動器、 柄聯杆的主驅動哭：：一個用於曲柄沖床的並帶有曲 過程將在沖頭=二：聯接杆和-個沖頭而連接。變型 有-個拉杆可從驅達^:1;4時間内完成。沖床 ⑽被安裝在二t: ΐ。式應變傳感器 感的位置。0不的模態分析中的對沖壓狀態最敏 第18頁 515738 五、發明說明（13) 輸出口，處理器（46)可控制 一種沖·壓異常發生，停車器將 在上死點。這樣，處理器可經 用報警燈（4 2)輸出一個報警 到顯示屏（3 8 )。因為這一控 所以沖床和模具得到了保護。 (28)經過數據採集系統（34) 連接到沖床上。這樣可以傳送 處理器（4 6 )的輸入口。根據 維力傳感器（3 0 )和鐳射傳感 視。中央控制中心（4 4 )適應 網絡傳來的信號，並顯示沖床 一個停車辱。當檢測到任何 控制沖頭的運動，並使其停 停車器控制沖床的運動，並 信號，同時有一個故障資訊 制極大地減少了生產故障， 兩片壓電式應變傳感器 和一個電荷放大器（36) 經軟件生成的數據到計算機 模具的類型，多種類型的3 器（32)可以用於系統監 接收從處理器（46)經^訊 的監視狀況。 ° 特別地，參考圖4，它‘表明了該用於監視和診斷c " 型框架沖床的發明在線系統的工作流程。如圖所示，，^ 統可以監視和診斷許多特徵，如"用戶.資訊,，（48')，糸 樣參數"（50)，，，報警設置” （52)，”自學習報警設置"採 署輸入樣本長度"（56)，，'在線採樣和自學習域值 叹置 （58)，丨，24小時和7天在線監視,丨（6〇)， ” τ (62)， ”用戶中斷V(64)， ”當前統計報表，，（66)，^二 數據傳輪’，（68)。在計算機的控制下，沖壓操作被以一 ^採樣頻率（大約2KHz〜5KHz)反覆採樣。為了獲—定 樣波形，計算機根據不同的採樣過程式控制制二 觸电水平和增益的設置。储存樣本大小（56)用時間内

515738 五、發明說明（14) 麼力的幅值表示沖壓漁带 廿说/盡、、， 一個耸: 傳迗給處理器。將其代入 後經統計計算自動地學出一個報警域值。 圖4所示的在線診斷可以讲批兩伽网、 ^ 僅而咕a欠 了根據兩個壓電變型傳感器（28) 獲取的k唬的峰值和能量值是否落 ^ =特2中的任何一個大於相應=上=^^ 别’、、，° 5報警燈（42)，沖床控制系統（40)將沖床 乂；你ΐ死點（TDP)。這個安排有利於調整沖•，減少沖 2作貝的負擔並極大地減少產品的廢品率…顯示位 尸別異古常的模具的數目，^巾斷（64)可用lcd顯示 : 。以一被推薦的安排易於操作員分辯異常的模具 =麼故障，ϋ有利於檢查，調整和更換模具，提高沖壓 系統的工作效率。 圖5所不為本專利發明的金屬沖壓監測系統的部分流 ^圖。在本系統實現中，沖壓波形在電腦控制下以一定採 ^頻率被重覆採樣，正常沖壓狀態的樣本數目⑽至少應為 &固以上。採樣頻率的大小可以根據沖壓的速度由電腦控 粗相應·地改變，這樣可以保證不同沖壓加工的波形採樣資 ^點數，同，採樣得到的資料82由電腦進行統計運算 由每個資料點的均值和標準方差可以得到Π跟蹤閾值Π =上下限8 8。在過程的在線監測中，對每—個採樣的沖壓 / % ’如果任一個採樣點超出設定好的閾值上下限，監測 ，、统上的報警燈亮，並控制40沖頭停在死點位置上92。

第.20頁 515738 五、發明說明（15)

f 6所示為” c"型框架沖床的模態 出’最敏感的部位應在沖床的中下部， 裝在該部位。 ’從圖中可以看 應變傳感器28應安 由 S1中， 由於壓 中，模 塑性變 壓力增 導致應_ 床身上 小幅波 號前面 與振動 圖7所示， 應變接近 料版開始 具接觸工 形，因此 大使得工 變迅速下 的力釋放 動，並漸 部分與沖 的變化趨 沖壓應變信號可以分為幾個特徵段。# 於零，因為沖壓過程尚未開始；段S2中^ 接觸工件導致立柱上應變開始增大· 件並對工件施加沖壓力使工件^始產^彈 在該段’應變值大幅度增加；段§4中，、中 件材料超過屈，服點’工件開始脫離材料' 降；最後，在段S5模具離開工件，作用旅 、，床身開始恢復原來的位置，應變信號有 漸回彳复到零值。仔細觀察會發現，應變信 壓力變化相若（s 1〜S.4 )，後面的部分則 勢類似。 圖8示出了 一種單沖過程三種不同狀態的應變信號。 (a)正常104，（b)工件太厚106， 廢料跳動1〇8。 由圖可以看出，應變信號對沖壓狀態敏感，·工件太厚時， 段S 2和段S3左移，14是由於工件太厚導致模具提早接觸> 件的結果。廢料跳動的特徵則表現為應變信號在沖壓過择 結束時有較大幅度的波動。 .，·

第21頁 515738

五、發明說明（16) 本發明的沖壓監測系統有若干不童 優點。如圖9所*，閾值曲、線是—種借助小#^監控裝置^ 設定的"跟蹤閾值"。閾值設定的演算法可夜，刀析技術來 1 ·測取正常狀態的20〜30組樣本 ^迷如下： 於左右立柱的兩個應變信號。 I母組k號為測自 後的每組信號 平滑得多，可 2 ·應用小波分解和重構技術，我們得到淚波 的低頻分量，這個低頻分量信號比原始信號 以方便地用於閾值曲線的設定。 b 3 ·計异每組濾波信號的均值 左立柱應變均值信號，％ (0 表示左立柱應變標準差曲線 曲線。 曲線和標準差曲線：％⑺表示 表示.右立柱應變均值信號， ，Vi⑴表示右立柱應變標準差

由此可以分別得到左右年枉應變信號的上下兩條閾值 曲線：％⑺+3咕）和叫⑺-3VW) 110 ;以及战別+扒(〇和 -3Ό) 112，見圖9一A。 圖9 - B所示為利用小波分析技術設定的跟蹤閾值曲線 114 ， 116 〇 參考圖9-C到圖9 —G，利用由小波分析技術設定的閾 值曲線，連續沖壓過程的各種常見故障，如材料變化、誤 送118，120、廢料跳動！22，124，126，128，130，132，

第22頁 515738 五、發明說明（17) . 134，1·36、二重打等等，可以被檢測出來。一般說來，不 同的沖壓故障會在應變信號不同的區段表現出不同的特 徵，然而，根據不同沖壓過程準確分段是非常困難的事 情，採用我們提出的方法，監測系統吁以在.連續沖壓加工 過程中容易的檢測出發生於不同區段的過程狀態變化。 對於單工步模具，由沖床立柱測得的應變信號相對簡 單（圖1 0-A ) 138，許多故障可由峰值沖壓力的變化檢測 出來。然而，對於多工步步進模具，由沖床立柱測得的應 變信號就複雜多了 （圖10-B ) 140，142。這種情況下，為 了檢測更多的沖壓故障，測取雙邊立柱的應變信號非常: 要。不·同的故障可能發生於不同的應變信號（左或右）的 不同段。 、

M5738 圖式簡單說明 圖1係描述了” C”塑框架沖床包括在線監測糸統的工 作情況和環境。 圖2係具體描述了圖1中的"c ”型框架沖床於沖壓過 程中模具的構造。 圖3係在線監控系統的基本結構圖解（包括内部硬體和 外部通訊）、工作流程圖以及資料傳送圖。 圖.4係在線監控系統的具體工作的流程圖表。 圖5係在線監控系統在正常沖壓時進行信號提取工作 的具體流程表。 此、/ ^述模‘態分析試驗確定的自’然頻率數值以及由 此通疋的傳感器安裝位置圖。 圖7係描述在沖壓過程中從 | 、 應變曲線在一個沖壓循環的五個不7…變傳感器得到的 圖8係單沖情況下典型的應綠曲&域。 常情況，（b)工件材料變厚，又粗.圖，它包括（a)正 圖9中的A-G係連續沖壓情跳動。 包括正常情況，工件材料誤误典型的應變曲線圖，它 動的情況。 、和兔生在不同位置的廢料跳 圖10中的A-B係單沖情況下4 、土士 曲線圖的比較。 σ連績沖壓情況下的應變 【圖式標號說明】 10——裝配圖 12---在線監視器

515738 圖式簡單說明 14 - - 16 - —— 沖 床 18- —屌區 動 馬 達 和 飛 輪 20- --上 模 22- --上 沖 子 24- --下 模 26- --下 沖 子 28 - 一一壓 電 式 應 變 傳 感器 30- - -3維力傳感器 32- --錯 射 傳 感 器 34- --數 據 採 集 系 統 36- --電 Ah 何 放 大 器 38- --顯 示 屏 40- 一—沖 床 控 制 42- --報 擎 燈 44- —中 央 控 制 中 心 46- --處 理 器 48- ——用 戶 資 訊 5 0---採樣參數 52---報警設置 54-_-自學習報警設置 56---輸入樣本長度 58— 一一在線採樣和自學習域值設置 6 0---在線監視 62---LCD 顯不

第25頁 515738 圖式簡單說明 64——用戶中斷 6 6——當前統計報表 68---數據傳輸 8 0 樣本數目 8 4---統計運算 8 8---π跟縱閾值π的上下限 9 2---沖頭停在死點位置上

第26頁

Claims (1)

1. 、申凊專利範圍 作業進行在線監控和 沖壓信訊中的多個參 • 一種對一台或者多台沖床的生產 診斷之·方法，包含下列步驟： a)採集正常生產情況下沖床床身的 考應變信號樣本； b) 通過平滑參考應變信號，確定參考曲線· c) 根據參考曲線，設定由沖床床身測的應變公差範圍； 由選疋的應雙傳感益，採集測得的沖床床身在線應變 e 5爹斷在線應變信號是否落在公差範圍内；及 f)根據在步驟e)中得出的結果，控制機床操作。 如申凊專利範圍第1項所述之對一台或者多台沖床的生 f作業進行在線監控和診斷之方法，其中該參考應變信號 取自 女衣在冲床床身上的應變傳感器。 女申明專利範圍弟2項所述之對台或者多台沖床的生 t、作業進行在線監控和診斷之方法，其中該應變傳感器是 墼電式應變傳感器。 4·如申請專利範圍第1或2或3項所述之對一台或者多台沖 床^生產作業進行在線監控和診斷之方法，其中該採集多 個參考·應變信號進行處理，最好測取至少2 0個樣本。 515738 六、申請專利範圍 5·如申請專利範圍第1項所述之對一台或者多台沖床的生 產作業進行在線監控和診斷之方法’其中採用小波分解與 重構採集該在步驟a )中所述的平滑參考應變信號。 ” • 一種對一台或者多台沖床的生產作業進行在線監控和 診斷之操作系統，包含： · 一安裝在沖床床身上的裝置，用以獲取沖壓應變信 號； ""

   經所述的裝置，採集正常生產情況下沖床上多個參考 應變信號的部件； 處理所述的參考應變信號，以確定參考曲線的部件； 根據所述的參考曲線，設定由沖床床身測的應變公差 範圍的部件； " 由所述的應變傳感器’採集測得的沖床床身在線應變 信號的部件； " 診斷所述的在線應變信號是否落在所述的公差範圍内 的部件；及 ， Λ ^ 控·制機床操作的部件。

   7 ·如申請專利範圍第6項所述之對一台或者多台沖床的生 產作業進行在線監控和診斷之操作系統，其中节茫置包含 一個或多個應變傳感器。 ^ 匕S

   515738 六、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第7項所述之對一台或者多台沖床的生 產作業進行在線監控和診斷之操作系統；其中該裝置包會 一個信‘號放大器。 9 · 如申請專利範圍第7項所述之對一台或者多台沖床的生 產作業進行在線監控和診斷之操作系統，其中該應變傳感 器是壓電式應變傳感器。 10. 如申請專利範圍第8項所述之對一台或者多台沖床的 生產作業進行在線監控和診斷之操作系統，其中該信號放 大器是電荷放大器。 11. 如申請專利範圍第6項所述之對一台或者多台沖床的 生產作·業進行在線監控和診斷之操作系統，其中採用小波 分解與重構進行所述的處理參考應變信號，確定參考曲線 該。 1 2.如申請專利範圍第6項所述之對一台或者多台沖床的 生產作業進行在線監控和診斷之操作系統，其中該沖床是 n Cn型框架沖床，包含兩根立柱。 . 13. 如申請專利範圍第1 2項所述之對一台或者多台沖床的 生產作業進行在線監控和診斷之操作系統，其中該框架至 少有兩個應變傳感器被分別安裝在沖床的兩根立柱上。

   第29頁 515738 六、申請專利範圍 14·如申請專利範圍第1 3項所述之對一台或者多台沖床的 生產作業進行在線監控和診斷之操作系統，其中該應變傳 感器都是壓電式應變傳感器。 15.如申請專利範圍第7項所述之對一台或者多台沖床的 生產作業進行在線監控和診斷之操作系統，其中該應變傳 感器被安裝在模態分析中的對沖壓狀態最敏感的位置上。

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