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研究生:張凱明
研究生(外文):Kai-Ming Chang
論文名稱:再削銳與砂輪動平衡之狀態監測及診斷
論文名稱(外文):Condition Monitoring and Diagnosis for Re-dressing and Dynamic Balancing of Grinding Wheel
指導教授:康淵康淵引用關係張永鵬張永鵬引用關係
指導教授(外文):Yuan KangYeon-Pun Chang
學位類別:碩士
校院名稱:中原大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:48
中文關鍵詞:統計製程管再削銳時機時間序列分析動平衡平面磨床
外文關鍵詞:Time of Wheel Dressing.Dynamic BalanceSurface GrinderStatistical Process ControlTime Series Analysis
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本文研究統計製程管制圖運用在平面磨床以加速度信號判斷砂輪動平衡檢測及砂輪再削銳時機之可行性。平面磨床研磨加工前,砂輪需先進行動平衡校正,由主軸頭擷取之加速度信號,配合光纖感測器所測得之脈衝信號,計算不平衡量位置,找出其加重點位置,當砂輪振動量達到限定範圍內時,才可進行研磨加工,研磨加工物件時,砂輪逐漸磨耗,當連續研磨加工時,砂輪表面由正常、堵塞、脫落以致於鈍化,為了檢測出砂輪狀態,掌握其再削銳時機,擷取主軸頭之加速度信號,以時間序列統計參數分析,萃取砂輪狀態之統計特徵參數,再將其統計特徵參數帶入統計製程管制,以管制圖監控統計特徵參數是否超差,當超差開始發生時作為砂輪再削銳時機。
最後以LabVIEW軟體撰寫虛擬儀器系統、人機介面操作模組、信號採集及信號分析模組,以NI 9174模組進行硬體設定,且透過LabVIEW軟體整合於動平衡及砂輪再削銳監控系統建置於平面磨床主軸上,量測平面磨床之加工信號作時間序列分析萃取砂輪運轉及研磨過程狀態及機台加工統計特徵參數,將砂輪研磨品質狀態,以統計製程管制圖,圖形化顯示於人機介面,作研磨加工過程之即時監控及砂輪表面狀態之診斷。


In this paper, the use of statistical process control charts in the surface grinding wheel acceleration signal to determine the wheel balancing test and the feasibility of the wheel redressing. Before the grinding, grinding wheel balancing must be corrected. Captured by the spindle head acceleration signal, measured with the fiber optic sensor pulse signal to calculate the amount of unbalance position, and find out the plus key position,Only when the wheel vibration reached within the limits, you can perform grinding. Objects grinding, grinding wheel slowly being worn, when continuous grinding, the grinding wheel surface from normal, congestion, loss, leading to passivation, in order to detect the status and control wheel again cut sharp timing, need to capture the acceleration of the spindle head signal, using time series analysis of statistical parameters, extraction wheel state statistical characteristic parameter, then the statistical characteristic parameters into the statistical process control to monitor statistical control chart parameters are ultra-poor or not, when the ultra-poor occurs as timing the wheel redressing.
Finally, write LabVIEW software virtual instrument system, man-machine interface operation module, signal acquisition and signal analysis modules to NI 9174 module for hardware configuration. Using LabVIEW software integration in wheel balancing and re-cut sharp monitoring system built on the spindle surface grinder, grinding measured signal as a time series of processing, analyzing and extracting wheel during grinding operation state machine processing and statistical parameters, the grinding wheel grinding quality state to statistical process control to graphically display on the front panel, as the grinding wheel during the real-time monitoring and surface state of the diagnosis.

目錄

摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VII
第一章 導論 1
1.1 研究動機 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究方法 1
1.4 本文大綱 2
第二章 向量分析 3
2.1 動平衡向量分析 3
2.1.1 不平衡質量計算 3
2.1.2 不平衡質量計算驗證 8
2.2 時間特徵序列參數分析 14
第三章 統計製程管制 16
3.1 統計製程管制圖 16
3.2 管制圖管制狀態判別 16
3.3 狀態樣本管制限界計算及診斷 18
第四章 實例分析 20
4.1 平面磨床之砂輪再削銳及動平衡實驗 20
4.1.1 實驗目的 20
4.1.2 實驗設備 20
4.2 SPC分類診斷結果 23
4.3 人機介面 27
第五章 結論 35
5.1 結論 35
參考文獻 36
附錄 38
圖目錄

圖2.1調整平衡塊至相隔 3
圖2.2試重1調整 4
圖2.3試重2調整 5
圖2.4相角向量圖 5
圖2.5 加速規架設位置 7
圖2.6原始/濾波振動訊號比較圖 8
圖2.7脈衝訊號/濾波振動訊號比較圖 8
圖2.8試重1原始/濾波振動訊號比較圖 9
圖2.9試重1脈衝訊號/濾波振動訊號比較圖 9
圖2.10試重2原始/濾波振動訊號比較圖 10
圖2.11試重2脈衝訊號/濾波振動訊號比較圖 10
圖2.12試重3原始/濾波振動訊號比較圖 12
圖2.13試重3脈衝訊號/濾波振動訊號比較圖 12
圖2.14隨機變數X之時間序列 與 14
圖3.1管制圖之管制狀態判斷 18
圖3.2再削銳時機判斷流程圖 19
圖4.1平面磨床 20
圖4.2加速規架設位置 20
圖4.3光纖感測器 21
圖4.4研磨工件材料 21
圖4.5 NI DAQ模組 21
圖4.6砂輪尺寸示意圖 22
圖4.7工件尺寸示意圖 22
圖4.8研磨加工實驗流程圖 22
圖4.9完工品質狀態 23
圖4.10十七次連續研磨加工之主軸頭加速度 25
圖4.11連續研磨加工振動信號時間序列之統計製程管制圖 25
圖4.12十七次分批研磨加工之主軸頭加速度 26
圖4.13分批研磨加工振動信號時間序列之統計製程管制圖 26
圖4.14第二十一頻段之頻譜管制圖(左列為進給研磨,右列為無火花研磨) 27
圖4.15 砂輪再削銳結合動平衡校正人機介面 27
圖4.16 動平衡校正按鍵 28
圖4.17 動平衡校正人機介面 28
圖4.18 平衡塊位置輸入框 28
圖4.19 不平衡量量測 29
圖4.20 分頁按鍵 29
圖4.21 角度調整框 29
圖4.22 計算按鍵 29
圖4.23 試重1人機介面 30
圖4.24 試重2人機介面 31
圖4.25試重完成人機介面 32
圖4.26數據存取按鍵 32
圖4.27歷史資料讀取 33
圖4.28 即時SPC分頁按鍵 33
圖4.29 再削銳時機管制圖 34

表目錄

附表1夾角 以 為基準點之動平衡實驗數據 38
附表2夾角 以 為基準點之動平衡實驗數據 38
附表3夾角 以 為基準點之動平衡實驗數據 38
附表4夾角 以 為基準點之動平衡實驗數據 39
附表5夾角 以 為基準點之動平衡實驗數據 39
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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