Автоматизация распознавания локальных дефектов поверхностного слоя колец подшипников с применением вейвлет-преобразований при вихретоковом контроле в системе мониторинга

• Автор: Пчелинцев, Дмитрий Олегович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ДЕТАЛЕЙ ПОДШИПНИКОВ В СИСТЕМЕ МОНИТОРИНГА

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

1.1. Принципы функционирования СМК в промышленном производстве

1.2. Применение системного подхода к организации мониторинга

ТП изготовления подшипников

1.3. Показатели качества поверхностного слоя деталей подшипников

в системе мониторинга технологического процесса шлифования

1.4. Основные методы контроля качества поверхностей качения и возможности их применения в системе мониторинга ТП шлифования деталей подшипников

1.4.1. Визуальные методы контроля

1.4.2. Капиллярный метод контроля
1.4.3. Метод травления
1.4.4. Ультразвуковой метод контроля
1.4.5. Магнитные методы контроля
1.4.6. Электромагнитные методы контроля
1.5. Основные методы контроля качества поверхностей качения и возможности их применения в системе мониторинга ТП шлифования деталей подшипников
1.6. Организация автоматизированного контроля поверхностного слоя деталей подшипников и выявления дефектов различных типов. Постановка основных задач исследования

2 ГЛАВА. МЕТОД АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫЯВЛЕНИЯ И РАСПОЗНАВАНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ДЕФЕКТОВ ПРИ ВИХРЕТОКОВОМ КОНТРОЛЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЙ И НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
2.1. Вихретоковый контроль качества колец подшипников как элемент системы мониторинга процесса шлифования
2.2. Обоснование применения вихретокового метода для выявления' локальных дефектов
2.2.1. Физическое обоснование обнаружения неоднородностей поверхностного слоя деталей вихретоковым методом
контроля
2.2.2. Теоретико-экспериментальные исследования реакции вихретокового преобразователя на дефекты поверхностного
слоя деталей подшипников
2.3. Разработка метода автоматического выявления и распознавания
локальных дефектов поверхностного слоя колец подшипников
2.3.1. Возможности применения основных математических методик
для анализа сигнала ВТП
2.3.2. Применение вейвлет-преобразований для анализа сигнала вихретокового преобразователя
2.3.3. Нахождение границ дефекта в сигнале ВТП
2.3.4. Распознавание дефектов поверхностного слоя деталей подшипников
2.3.5. Выбор метода автоматического распознавания дефектов деталей на основе предложенных классификационных признаков
2.4. Общая схема разработанной методики автоматического
выявления и распознавания дефектов поверхностного слоя деталей подшипников
2.5. Выводы

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ВИХРЕТОКОВОГО СИГНАЛА НА ОСНОВЕ ВЕЙВЛЕТ-ПРЕОБРАЗОВАНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ
3.1. Аппаратно-программное обеспечение системы автоматизированного вихретокового контроля при мониторинге процесса шлифования деталей подшипников
3.2. Исследование характеристик рассматриваемых типов дефектов
3.3. Экспериментальное исследование метода выявления и классификации неоднородностей и оценки качества поверхностного слоя деталей подшипников на основе вейвлет-преобразований и искусственных нейронных сетей
3.3.1. Первичная обработка и выделение нестационарных особенностей сигнала ВТП
3.3.2. Применение многослойной искусственной нейронной сети для классификации дефектов поверхностного слоя деталей подшипников по выбранным признакам
распознавания
3.3.3. Распознавание выделенных неоднородностей исследуемого сигнала ВТП
3.4. Результаты применения метода поиска и распознавания
локальных дефектов поверхностного слоя колец подшипников
3.6. Выводы

основном для контроля качества электропроводных объектов: металлов, сплавов, графита, полупроводников. Им свойственна относительно небольшая глубина зоны контроля, определяемая глубиной проникновения электромагнитного поля в контролируемую среду [6, 14, 15, 25, 31, 36, 37, 61, 49, 61, 68, 90, 96, 98, 105, 111, 115].
Несмотря на указанные ограничения, ВТМ широко применяют для дефектоскопии, структуроскопии, определения физико-механических свойств и геометрических размеров материалов и изделий.
В дефектоскопии при помощи ВТМ обнаруживают дефекты типа несплошностей, выходящих на поверхность или залегающих на небольшой глубине, а также разнообразные трещины, расслоения, закаты, плены, неметаллические включения и так далее [39]. При благоприятных условиях контроля и- малом влиянии мешающих факторов удается выявлять трещины глубиной 0,05-0,2 мм, протяженностью 0,7 мм (при использовании накладного преобразователя) или глубиной 0,2 мм и протяженность около 1 мм при использовании проходного преобразователя. Весьма важным фактором, определяющим чувствительность, глубину проникновения и разрешающую способность метода, является частота тока. Например, прижоги на высокохромистых сталях выявляются с помощью приборов, работающих на повышенных частотах (до 100 - 150 МГц).
ВТМ позволяют успешно решать задачи контроля размеров изделий. Этими методами измеряют диаметр проволоки, прутков и труб, толщину металлических листов и стенок труб при одностороннем доступе к объекту, толщину электропроводящих (например, гальванических) и диэлектрических (например, лакокрасочных) покрытий на электропроводящих основаниях, толщину слоев многослойных структур, содержащих электропроводящие слои. Измеряемые толщины могут изменяться в пределах от микрометров до десятков миллиметров [31, 40, 71, 98]. Для большинства приборов погрешность измерения составляет 2-5%. Минимальная площадь зоны контроля может быть