现代技术在冷冲模状态识别中的应用分析

2017-01-21李强

中国设备工程 2017年6期

关键词：波包冲压模具

李强

（哈尔滨电机厂有限责任公司工装分厂，黑龙江哈尔滨 150090）

现代技术在冷冲模状态识别中的应用分析

李强

（哈尔滨电机厂有限责任公司工装分厂，黑龙江哈尔滨 150090）

冷冲模技术是进行工业化标准的系统设计技术，随着综合国力和企业自身实力的增长，我国的冷冲模设计技术更加接近国际标准。冲压模具的特殊工艺和精准尺寸为其应用增加了更加广阔的发展空间，冷冲模的状态识别技术成为了现代设备生产中受到关注的重点。文章对现代技术在冷冲模状态识别的应用进行探讨，为冷冲模识别技术的改进和安全生产提出理论依据。

冷冲模；设计技术；应用

20世纪中期国外的冷冲模技术已经日趋成熟，使用的冲压机械包括传递式冲压机、多工位冲压机、数控式冲压机、多向式冲压机等，这些技术工艺可以生产出多种多样的模具，其中能在现代机械中应用较为广泛的是级进模，又称为连续模，是在工艺中结构复杂且精度较高的代表。我国冷冲模状态识别技术的研究，既是对相关行业市场份额占有率的考虑，也是为适应未来经济环境下行业的生存能力。只有产品检测技术的提升，才能从根本上解决生产能力和规划能力不一致的矛盾。因此在实现冷冲模状态识别技术创新的道路上，引进和实行国际先进技术的同时应进行自主化的技术改革，为我国科学技术水平的提高做出贡献。

1 冷冲模识别技术的发展概况

对冷冲模进行识别的前提，就是对模具的生产过程和加工工艺进行了解。冷冲模是冷冲压模具的简称，是在常温下利用冲压模对材料进行施压得到的形变模具。冷冲模是由冷冲压技术产生的，因此冷冲压借助外力对原材料进行形变的工艺，成为了对于冷冲模技术上的分析重点。企业可以通过对冷冲模的应用获取产品零件，为了保障零件的质量和数量就需要从模具的质量保障开始做起。但是冷冲模的制造过程相对复杂，因此需要的步骤和设计工艺也相对困难，也就造成了目前冷冲模的不可大批量生产的现实，与此同时人们对于模具质量的检测也是在实际生产过程中需要注意的重点。

模具的状态识别经过了很长时间的技术变革，包括传统的声发射技术和信号处理的方法对模具的状态进行鉴定，以及国外的数理可能性理论为国内的技术空白进行填充，这些都是在进行模具使用过程中对冷冲模进行质量保障的识别方式。我国的冲压模发展趋势也是为模具状态识别技术的辅助手段，冷冲压的加工过程对材料的利用率很高，因为精准的分离和成型步骤，让零件在生产过程中没有浪费和损耗，并且还能具备产品应有的精准度和实用性，可以满足企业生产零件对模具的要求。对于在生产工艺中增加柔性技术这一点，更加对零件的质量和适应性有所提高。

我国的冷冲模技术对比国际上的先进技术还有距离，但是积极引进关键设备也为制造合格的冲压模奠定基础。国内的模具技术在近几年发展迅速，从手工的制造方式到 CAD 技术的生产，并且在三维制造工艺等领先技术方面也有了发展成果，同时为现代技术在冷冲模识别中的应用提供了对应方案。

2 冷冲模识别技术的发展趋势

我国冷冲压模具的识别主要向国产化、高效率、高精准、高寿命的高等技术发展，对于不同的模具要利用不同分类的技术进行状态识别，并对模具的开发、推广和创新提出合理意见，并就信息化技术与传统的冷冲压技术相结合，更好的为符合质量标准的冷冲模制作提供勘测数据。

从技术扩展上来说，由于冲压工艺是最早使用CAD 技术进行设计的行业，但是模具的生产环境很差，国外的汽车等运输工具的制造过程中会产生剧烈的摩擦和压力，这对模具的变量和周期性都有很高的要求。我国对于该技术的研究应更加深入。虽然国内的技术人员已经在软件的开发上进行科研工作，但是实验性的程序还与国外的成熟技术有差距。

2.1 声发射特征信号分析方法

声发射特征信号分析方法，很难在实际的生产过程中提取到有效参数，并且对比模具的物理性质和丽华状态，模具的判定产生了非线性的征兆式影响，对当前模具的状态识别产生的很大困难。但是鉴于声发射信号自身的小波包组成特点，将鉴别的过程进行能量分散处理，就可以为模具的初始物理参数带来特征表达方案。再通过不同频率发声产生的不同能量特质，对比出模具正确的优化参数，最后用模糊数学的可能性理论对特征参数进行函数总结，判断出冲压模具在正常工作时的状态。

关于声发射的特征参数提取过程，需要对模具在工作时的故障或者损坏所发出的信号与正常工作时的信号进行对比。当冲压模具在使用中出现损坏时，内部的组织结构会出现一定的破损和分裂，这样就会形成特殊频率的声发射信号，在信号被接收并分析的时候，就可以得出模具的能量转化和形态变化情况。模具生产后的能量值是一定的，但也容易受到工作时环境的影响，因此进行有效的百分比数据分析，能对模具状态的判别起到优化的效果。通过对两种信号参数进行特征性的分析，最终得出相应的识别参数。

2.2 小波包分析方式

模具属于机械产品的分类中，一般是单件小规模生产，冲压模具标准件则是成批生产。成型零件的加工精度要求较高，所采取的识别方法往往不同于一般元件的识别方法。所以冲压模具识别工艺规程还具有一定的特殊性。

小波包对于模具的识别方式是根据模具不同状态的信号特点，并对不同频率回馈的信号进行分辨，来作为模具识别技术的信号依据。冲压模的加工工艺是对板材进行层层的压力冲击，因此用小波包技术对模具的每一层的反馈信号进行分析就可以得出相应的剖析频率。例如对于一个三层的模具结构，小波包的分解形式可以形成直观的分解图示，从低频到高频进行规律排列，每一层的分解尺度数都有一定的规律。

2.3 模糊数学分析技术

模糊数学的可能性理论一般分为概率统一性和模糊诊断分析方式。概率分析的方式是对模具故障产生的可能性通过实践的概率进行关联分析，虽然每一个故障的可能没有存在直观的联系，但实际上模具整体结构对损坏位置的联动作用是非常大的。一个位置发生损坏的概率增大，也就说明这一个批次或者工艺生产的模具出现的问题概率也很大，反之亦然，该批次的模具出现问题概率很小，那么属于这批模具中的一个个体，发生故障的可能性也很小。

为了实现现代技术对冷冲模的识别，就需要一定的函数算法对整个模具的检测参数进行分析和排列。这些数据往往可以代表模具发生故障的整体概率，为模糊数学可能性理论提供事实依据。对于带入函数中的参数的分布概率，可以通过可能性分析手段进行事实转换。并在不能从内部结构探究产品状态的情况之下，对不同信号的反馈进行异常状态确定，并从该问题出现的可能性求出整体模具异常的状态识别。

2.4 信息的采集和处理

据统计，金属的声发射波长是一定的，因此对模具声发射信号的信息收集是利用现代技术对冷冲模状态识别的应用方式。当得出的小波包分解能力和尺度相应降低的时候，引发的结果就是，信号的反馈不能实现模具故障的识别，在分析能力降低的情况下，对模具故障的诊断速度也会随之降低。以往的实验结果表明，小波包对反馈数据的直接结果不能完全当做对模具状态识别的依据，应当将结果中的数据进行佩利数据序号顺序排列，并把得出的数据按照频率从低到高进行对应，才能得出真正模具识别信号结论。

在进行信号的采集和处理的同时，还要对冲压模的声发射回馈信号进行彻底的分析，利用小波包的分解信号和分析数据的能力得出相应的函数，再通过对函数的特征性建立隶属关系，精确的得出冲压模在工作时的状态。