[发明专利]三维振动消除应力多任务采集和控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种振动消除应力的采集和控制系统及其方法，特别是一种包括若干控制单元，每个控制单元采用三维数据采集，可以独立进行数据采集，傅立叶频谱分析的三维振动消除应力多任务采集和控制系统及其方法。

背景技术

振动消除应力技术(VSR)，即利用一种严格受控的振动能量，对金属工件进行处理，以解决工件加工过程中和加工之后出现的内部残余应力导致尺寸变化及抗载荷能力变化的问题。VSR对消除、减少或均化金属工件内的残余应力，提高工件抗动静载、抗变形能力，稳定尺寸精度有重要的功效。

目前，在现有振动消除应力系统中，一台控制设备只能连接一套传感器、控制一台激振器运行。无论是在振动频率分析过程中还是在找到频率后、时效处理过程中，采用单一传感器在垂直方向或水平方向或轴向方向放置于金属工件的表面，参见图1，无论哪个方向，传感器都是从单一维度方向获取振动信号，而金属工件其谐振频率的振动形态是多方向的，水平、垂直、轴向不同方向都是存在的。另外，参见图2，现有振动消除应力系统每套控制设备都需要一个操作者，在实际运用中，对于生产批量大的企业来讲，为了完全满足生产处理量的需求，控制设备可能需要几十台，甚至上百台，这样导致操作工人数量急剧增加，同时占用大量场地，提高了企业生产成本、降低了效率。

同时参见公开号为CN1584532A，名称为振动消除应力和振动焊接过程中的参数检测方法及其应用的专利申请，公开号为CN100485053C，名称为利用频谱分析对工件进行全自动振动处理的方法的专利，以及公开号为CN101328535A，名称为振动消除应力多任务控制系统的专利，在上述专利中传感器采用三维传感器进行信号采集，但是其采集的三维信号为加速度，振动幅值和动应力，采集后需要进行计算，送到后面通过对加速度、振动幅值和动应力等处理才可以消除应力，使得计算复杂，工作过程繁琐，且后两篇专利均采用一维传感器进行采集信号，采集一维信号的数据单一，不能全面反映工件的振动情况。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种采集更为简化，方便，保证傅立叶频谱分析时，工件不同振动型态谐振频率的分布更广、数据更完善，不会产生遗漏；保证对傅立叶频谱分析的谐振频率进行排序、优化时，其结果更准确；保证振动时效处理时，效果更好的三维振动消除应力多任务采集和控制系统及其方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种三维振动消除应力多任务采集装置，包括至少一个工件、至少一个激振器、配合每个工件的传感器，所述传感器采集所述工件的三维信号，所述三维信号用于进行傅立叶频谱分析获取工件的固有频率及谐振频率的分布。

本发明的三维振动消除应力多任务采集装置，其中所述传感器还连接有信号处理装置，所述信号处理装置将所述三维信号合成为一路信号。

本发明的三维振动消除应力多任务采集装置，其中所述信号处理装置包括采集装置、叠加装置和模拟/数字转换装置。

本发明的三维振动消除应力多任务采集装置，其中所述采集装置采集采样频率范围在传感器额定频率范围以内的数据。

本发明的三维振动消除应力多任务采集装置，其中所述传感器为单个三维有线传感器，或者单个三维无线传感器，或者三个单维有线传感器、或者三个单维无线传感器。

本发明的三维振动消除应力多任务采集装置，其中所述三维信号为电信号或光信号。

本发明的三维振动消除应力多任务采集装置，其中还包括辅助工装，包括压板和与压板相配合的连接装置，所述压板与所述工件刚性配合，所述传感器放置在所述压板上或所述工件上。

本发明的三维振动消除应力多任务采集装置，其中所述三维信号可用二维信号或者一维信号替代。

本发明的三维振动消除应力多任务采集装置，其中所述三维信号可用二维信号或者一维信号替代。

一种采用上述的三维振动消除应力多任务采集装置的三维振动消除应力多任务采集和控制系统，还包括主机装置、至少一个激振器驱动装置，所述主机装置按最大能量吸收原则和多振型原则对所述工件的固有频率及谐振频率的分布进行分类和选择，并驱动激振器驱动装置驱动所述激振器按所述主机装置所选择的频率进行振动，通过振动消除所述工件的应力。