125MN挤压机挤压中心在线监测系统设计与监测精度分析

摘要

随着交通运输、航空航天等产业的发展，市场对大型挤压制品需求量越来越大，挤压机的发展也日趋大型化。大型挤压机由于其本体结构和工作环境的特殊性，长时间运行后会造成导轨与支撑垫之间摩擦磨损严重、挤压筒与模具及挤压轴中心不对中，再加上工作过程中剧烈振动、冲击的影响，挤压中心就会发生偏移。偏心挤压不仅直接影响挤压材的质量，加剧机体的磨损，减少机体寿命，甚至可能造成事故隐患。 125MN挤压机作为我国目前最大吨位的挤压机，其挤压中心检测仍采用人工测量计算法。为实现其在线自动监测，本文进行了以下几个方面的设计和研究： 1、在分析常见光电位移检测方法的基础上，融合激光技术和图像处理技术，采用分光法，设计了125MN挤压机挤压中心在线监测系统。系统具有监测距离远、监测点数多、监测范围大、监测精度高和非接触、间接监测的特点，可同时对穿孔横梁、穿孔动梁、固定横梁、活动横梁和挤压容室进行在线监测，基本实现预定目标； 2、对整个系统的误差进行了理论分析和试验研究。分析了系统误差的来源和大小；建立了系统误差分析模型，为系统标定与静态误差修正提供了理论依据。设计了三个试验，分析了监测距离、干扰光源、大气湍流对检测精度的影响； 3、建立了一套完整的数据处理体系。由于直接测量结果中存在有粗大误差及噪声，故对测试数据进行处理也是提高检测精度的重要手段。通过对各种数据处理方法的比较，最终确立了“分段检验法对数据的平稳性进行检验→改进的53H法对粗大误差进行剔除→7点加权移动平均法进行平滑滤波→sqtWolog准则下选用db1小波进行给定阈值消噪”的数据处理流程，大幅度提高了测量精度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章文献综述

1.1课题背景与研究意义

1.2激光位移检测技术的发展及应用

1.2.1 LD-PSD检测技术发展及应用

1.2.2 LD-CCD检测技术发展及应用

1.2.3机器视觉技术发展及应用

1.2.4现有检测方法评析

1.3保证检测精度的主要途径

1.4本文研究内容及结构

第二章挤压中心在线监测系统设计

2.1监测基准线的设定

2.2中心监测原理及几何模型

2.2.1中心监测基本原理

2.2.2中心监测几何模型

2.3挤压中心在线监测系统总体方案

2.3.1激光发射系统

2.3.2接收系统

2.3.3信息处理系统

2.3.4系统元器件参数计算及选型

2.3.5图像远距离传输系统设计

2.4本章小结

第三章误差分析及试验研究

3.1误差的概念

3.1.1误差的含义

3.1.2误差的类型

3.1.3误差的来源

3.1.4精度

3.1.5误差分析的目的

3.1.6 125MN挤压机挤压中心在线监测系统误差来源

3.2挤压中心在线监测系统的系统误差分析

3.2.1机械加工、装配误差

3.2.2安装误差

3.2.3方法误差

3.2.4量具误差

3.2.5分光镜引起的折射误差

3.2.6系统误差模型

3.3系统随机误差分析及试验

3.3.1距离对监测精度影响试验

3.3.2噪声对监测精度的影响试验

3.3.3大气湍流对监测精度的影响

3.4本章小结

第四章测量数据预处理

4.1数据特性的检验

4.1.1算术平均值、标准差

4.1.2数据直方图

4.1.3平稳性检验

4.2数据预处理

4.2.1粗大误差处理

4.2.2测量数据的平滑滤波

4.3本章小结

第五章基于小波变换的数据滤波

5.1小波变换简介

5.1.1小波变换的定义及特点

5.1.2小波滤波原理

5.1.3常用小波函数简介

5.2多分辨分析滤波

5.2.1多分辨分析的定义

5.2.2多分辨分析滤波原理

5.2.3基于多分辨分析的数据滤波

5.3多分辨阈值滤波

5.3.1小波阈值去噪原理

5.3.2小波阈值选择规则

5.3.3测试数据多分辨阈值滤波

5.4试验数据处理步骤

5.5本章小结

第六章全文总结

6.1全文总结

6.2相关工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的主要研究成果