一种蒙皮拉伸缺陷在线检测装置制造方法及图纸

本申请提供了一种蒙皮拉伸缺陷在线检测装置，涉及板料成形领域，旨在能够实时检测和定位飞机蒙皮拉伸的缺陷。所述装置包括：声发射传感器阵列、拉伸设备、信号处理系统；所述拉伸设备上设置有槽孔，所述拉伸设备用于拉伸所述蒙皮；所述声发射传感器阵列安装在所述槽孔中，用于在所述拉伸设备对所述蒙皮进行拉伸的过程中，检测所述蒙皮产生的弹性波信号；所述声发射传感器阵列将所述弹性波信号发送给所述信号处理系统；所述信号处理系统通过VMD分解对所述弹性波信号进行分析，在所述弹性波信号的参数值大于正常阈值时，发出报警信号，以提示用户所述蒙皮存在缺陷。

An on-line detection device for skin stretch defects

The application provides an on-line detection device for skin stretching defects, which relates to the field of sheet metal forming, and aims to detect and locate the defects of aircraft skin stretching in real time. The device comprises an acoustic emission sensor array, a stretching device and a signal processing system; the stretching device is provided with a slot hole for stretching the skin; the acoustic emission sensor array is installed in the slot hole for detecting the elastic wave signal generated by the skin during the stretching process of the skin by the stretching device; and The transmitting sensor array transmits the elastic wave signal to the signal processing system; the signal processing system analyzes the elastic wave signal through VMD decomposition, and sends an alarm signal when the parameter value of the elastic wave signal is greater than the normal threshold value to remind the user that the skin has defects.

【技术实现步骤摘要】
一种蒙皮拉伸缺陷在线检测装置
本申请涉及板料成形领域，特别是涉及一种蒙皮拉伸缺陷在线检测装置。
技术介绍
作为中国的主要支柱产业，制造业的发展对促进经济增长有至关重要的作用。板料成形技术作为制造业的重要组成部分，被广泛应用航空制造、高速列车、船舶以及现代建筑等领域。在飞机制造中，蒙皮件作为飞机机体的主要零件，占飞机零件总数量的70％左右。飞机蒙皮件具有外形尺寸大、成形批量小并且结构复杂等特点，其主要的成形方式为拉伸成形。但是在拉伸成形过程中，飞机蒙皮内部会产生分布不均的应力，模具与飞机蒙皮之间会产生很大的摩擦力，使得成形后的蒙皮零件厚度不均，成形不充分，表面缺陷明显，极大地降低了蒙皮零件的成形质量，成形质量不佳的蒙皮零件只能丢弃，导致了材料的浪费。为保证拉伸成形的飞机蒙皮的质量，和企业的经济成本，怎样快速实时的无损检测蒙皮拉伸缺陷的问题亟需解决。
技术实现思路
鉴于上述问题，本申请实施例提供一种蒙皮拉伸缺陷在线检测装置，旨在能够在加工过程中实时检测蒙皮拉伸的缺陷，进而在蒙皮拉伸过程中及时调整拉伸工艺，补救拉伸蒙皮。本申请实施例提供了一种蒙皮拉伸缺陷在线检测装置，所述装置包括：声发射传感器阵列、拉伸设备、信号处理系统；所述拉伸设备上设置有槽孔，所述拉伸设备用于拉伸所述蒙皮；所述声发射传感器阵列安装在所述槽孔中，用于在所述拉伸设备对所述蒙皮进行拉伸的过程中，检测所述蒙皮产生的弹性波信号；所述声发射传感器阵列将所述弹性波信号发送给所述信号处理系统；所述信号处理系统通过VMD分解对所述弹性波信号进行分析，在所述弹性波信号的参数值大于正常阈值时，发出报警信号，以提示用户所述蒙皮存在缺陷。可选地，所述装置有两排所述声发射传感器阵列，两排所述声发射传感器阵列相对于所述拉伸设备的中心线水平对称分布；任一所述声发射传感器阵列包含9个阵元，9个阵元按照固定间距直线排列。可选地，所述声发射传感器阵列用于记录接收到所述弹性波信号的时刻信息；在所述蒙皮预拉伸过程中，任取一排所述声发射传感器阵列的任意阵元S1与阵元S3，得到所述弹性波信号分别到达所述阵元S1和所述阵元S3的所述时刻信息t1和所述时刻信息t3；再取另一排所述声发射传感器阵列的任意阵元S2，得到所述弹性波信号到达所述阵元S2的所述时刻信息t2；计算得到所述弹性波信号达到所述阵元S1和所述阵元S3的时间差：t13＝|t1-t3|，以及所述弹性波信号达到所述阵元S2和所述阵元S1的时间差t12＝|t1-t2|；利用TDOA算法，定位所述缺陷位置。可选地，所述装置还包括成形机构；所述成形机构包括模具；在所述蒙皮的包覆过程或补拉伸过程中，所述蒙皮在所述模具的作用下变成曲面；其中，以所述模具最高点连接而成的直线作为分界线将所述蒙皮分为两个区域，两排所述声发射传感器阵列分别检测所述两个区域的缺陷情况。可选地，两排所述声发射传感器阵列分别记录所述两个区域接收到所述弹性波信号的时刻信息；在所述蒙皮的包覆过程或补拉伸过程中，在同一排所述声发射传感器阵列中取任意四个阵元S1、S2、S3、S4,得到所述弹性波信号分别到达所述阵元S1、所述阵元S2、所述阵元S3和所述阵元S4的所述时刻信息t1、所述时刻信息t2、所述时刻信息t3和所述时刻信息t4；计算得到所述弹性波信号达到所述阵元S1和所述阵元S3的时间差：t13＝|t1-t3|，以及所述弹性波信号达到所述阵元S2和所述阵元S4的时间差t24＝|t2-t4|；利用TDOA算法，定位所述缺陷位置。可选地，所述夹钳开有槽孔；所述夹钳用于夹住所述蒙皮的两侧，将所述蒙皮放置于所述模具的上表面，拉伸所述蒙皮；所述夹钳和所述声发射传感器阵列间有干耦合材料，所述干耦合材料同时接触所述声发射传感器阵列和所述蒙皮。可选地，所述干耦合材料用于保证所述声发射传感器阵列在所述蒙皮拉伸过程中贴合所述蒙皮；所述干耦合材料还用于在所述蒙皮拉伸过程中，避免所述蒙皮和所述声发射传感器阵列因相互摩擦而产生干扰信号。可选地，所述声发射传感器阵列中两端的两个阵元一直处于工作状态，其余阵元处于待机状态；当任意阵元采集到过信噪阈值的信号，所述其余阵元启动开始工作。可选地，所述信号处理系统包括信号提取模块和信号处理模块；所述信号提取模块连接所述声发射传感器阵列，用于将接收的所述弹性波信号转换为数字信号，提取所述数字信号中的信号数据，并将所述信号数据发送给所述信号处理模块；所述信号处理模块通过VMD分解对所述信号数据进行分析，在所述信号数据的参数值大于正常阈值时，发出报警信号，以提示用户所述蒙皮存在缺陷。可选地，所述信号处理模块包括：报警模块、PC模块、存储模块和显示模块；所述PC模块用于通过VMD分解对所述信号数据进行分析，判断所述信号数据的各参数值是否大于正常阈值；所述报警模块用于在所述信号数据的任一所述参数值大于正常阈值时，发出报警信号；所述存储模块用于当所述报警模块发出报警信号时，存储所述信号数据大于正常阈值的所述参数值的参数信息；所述PC模块还用于根据所述存储模块存储的所述参数信息，生成关联图；所述显示模块用于显示所述关联图，方便工作人员调整对所述蒙皮的拉伸方案。本申请实施例提供的蒙皮拉伸缺陷在线检测装置利用设置在拉伸设备凹槽中的声发射传感器阵列，采集飞机蒙皮因结构变化而产生的弹性波信号，并对采集的弹性波信号的参数值进行分析，进而在飞机蒙皮的拉伸过程中动态检测飞机蒙皮拉伸的缺陷。并记录声发射传感器阵列接收到弹性波信号的时刻信息，利用TDOA算法，定位缺陷的位置。本申请实施例以动态检测和定位的方法，在飞机蒙皮在拉伸过程中确定弹性波信号发射源，以确定飞机蒙皮缺陷的位置，进而可以调整拉伸工艺或对飞机蒙皮进行裁剪等，以达到提高飞机蒙皮成品产出率、缩短飞机蒙皮加工时间周期以及飞机蒙皮缺陷智能化检测的目的。附图说明图1是本申请实施例蒙皮拉伸缺陷在线检测装置的结构示意图；图2是本申请实施例凹槽的结构示意图；图3是本申请实施例成形机构的组成结构示意图；图4是本申请实施例信号处理系统的结构示意图；图5是本申请实施例模具控制飞机蒙皮拉伸的示意图；图6是本申请实施例飞机蒙皮预拉伸过程缺陷定位原理图；图7是本申请实施例飞机蒙皮包覆过程和补拉伸过程缺陷定位原理图。附图标记：1、声发射传感器阵列；2、拉伸设备；21、槽孔；22、夹钳；3、成形机构；31、模具；32、固定件；33、垫板；34、工作台；4、信号处理系统；41、信号放大器；42、高通滤波器；43、A/D转换模块；44、微控制器；45、PC模块；46、报警模块；47、存储模块；48、显示模块。具体实施方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蒙皮拉伸缺陷在线检测装置，其特征在于，所述装置包括：声发射传感器阵列、拉伸设备、信号处理系统；/n所述拉伸设备上设置有槽孔，所述拉伸设备用于拉伸所述蒙皮；/n所述声发射传感器阵列安装在所述槽孔中，用于在所述拉伸设备对所述蒙皮进行拉伸的过程中，检测所述蒙皮产生的弹性波信号；/n所述声发射传感器阵列将所述弹性波信号发送给所述信号处理系统；/n所述信号处理系统通过VMD分解对所述弹性波信号进行分析，在所述弹性波信号的参数值大于正常阈值时，发出报警信号，以提示用户所述蒙皮存在缺陷。/n

【技术特征摘要】
1.一种蒙皮拉伸缺陷在线检测装置，其特征在于，所述装置包括：声发射传感器阵列、拉伸设备、信号处理系统；
所述拉伸设备上设置有槽孔，所述拉伸设备用于拉伸所述蒙皮；
所述声发射传感器阵列安装在所述槽孔中，用于在所述拉伸设备对所述蒙皮进行拉伸的过程中，检测所述蒙皮产生的弹性波信号；
所述声发射传感器阵列将所述弹性波信号发送给所述信号处理系统；
所述信号处理系统通过VMD分解对所述弹性波信号进行分析，在所述弹性波信号的参数值大于正常阈值时，发出报警信号，以提示用户所述蒙皮存在缺陷。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置有两排所述声发射传感器阵列，两排所述声发射传感器阵列相对于所述拉伸设备的中心线水平对称分布；
任一所述声发射传感器阵列包含9个阵元，9个阵元按照固定间距直线排列。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述声发射传感器阵列用于记录接收到所述弹性波信号的时刻信息；
在所述蒙皮预拉伸过程中，任取一排所述声发射传感器阵列的任意阵元S1与阵元S3，得到所述弹性波信号分别到达所述阵元S1和所述阵元S3的所述时刻信息t1和所述时刻信息t3；
再取另一排所述声发射传感器阵列的任意阵元S2，得到所述弹性波信号到达所述阵元S2的所述时刻信息t2；
计算得到所述弹性波信号达到所述阵元S1和所述阵元S3的时间差：t13＝|t1-t3|，以及所述弹性波信号达到所述阵元S1和所述阵元S2的时间差t12＝|t1-t2|；
利用TDOA算法，定位所述缺陷位置。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括成形机构；所述成形机构包括模具；
在所述蒙皮的包覆过程或补拉伸过程中，所述蒙皮在所述模具的作用下变成曲面；
其中，以所述模具最高点连接而成的直线作为分界线将所述蒙皮分为两个区域，两排所述声发射传感器阵列分别检测所述两个区域的缺陷情况。


5.根据权利要求2或4所述的装置，其特征在于，两排所述声发射传感器阵列分别记录在所述两个区域中接收到所述弹性波信号的时刻信息；
在所述蒙皮的包覆过程或补拉伸过程中，在同一排所述声发射传感器阵列中取任意四个阵元S1、S2、S3、S4,得到所述弹性波信号分别到达所述阵元S1、所述阵元S2、所述阵元S3和所述阵...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍剑波，邱巧，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51