首页 技术动态

基于CPCI高速数据采集系统在变速箱齿轮焊缝探伤检测的应用

2016-05-25 09:24:00 

随着国民经济的的稳步、快速增长,人们生活水平不断提高,把更多的收入放到了汽车消费上,我国的汽车保有量逐年快速增加、汽车产业也是在蓬勃发展中。在汽车保有量快速增长的同时,汽车的性能越来越好、速度也越来越快,这就对汽车的关键部件——变速箱齿轮的质量提出了更高的要求。变速箱齿轮是汽车传动的关键部件,在使用过程中承受较大的应力。变速箱齿轮通常采用流水线方式的单轮生产,再把2个齿轮经清洗、压装后焊接在一起。电子束焊和激光焊是在汽车齿轮焊接运用广的2种焊接方式。激光焊主要利用原子受激辐射的原理,使物质受激产生强度较高的光束,光束在工件上聚集为极小光斑,聚集大量能量、光斑温度可达1万摄氏度,将材料瞬间熔化。电子束焊是利用电子枪中产生的电子经加速、聚焦后冲击到工件表面,在极短的时间内,使电子具备极大的动能,随着电子的对材料的撞击,电子的动能大部分转换成热能,使工件被冲击部位的温度达几千摄氏度,致使材料局部熔化,实现焊接;对比以上2种焊接方式,在汽车齿轮焊缝焊接过程中,电子束焊焊接质量高,但焊接速度比较慢;激光焊则焊接速度快,但由于目前的技术限制,激光焊的熔深较浅且焊接的准确度不如电子束焊.这2种焊接方式在汽车齿轮生产厂中都有广泛的应用。但是,在焊接过程中都会出现焊裂、气孔、熔深不足等问题。为了保证汽车质量和安全,我国明确规定:汽车变速箱齿轮在出厂前必须进行严格的焊缝质量检测。现在对汽车变速箱齿轮质量的常用的检测方法是超声波检测。

目前,国内汽车齿轮厂大多数采用的焊缝超声波探伤标准是低检测出Ф0.5mm平底孔当量的缺陷,需要选用中心频率5~10 MHz的高频超声波探头。通常、为了准确稳定地采集到缺陷回波信号,要求采样频率应达到模拟信号频率的10倍以上。同时,为了满足茵轮生产厂家对生产效率的要求,对数据传输时间也提出了较高的要求。传统的齿轮超声波探伤设备的数据采集系统多采用ISA总线或USB总线的传输,这2种总线的传输带宽小,无法达到实时性要求,一般的处理方法是将采集到的数据先进行压缩后再传输,这就损失了原始数据的真实性,给后期的判断、检测带来了限制。

另外,受限于电子器件的发展,传输的数据采集系统的采样精度低,一般为6 bits或8 bits,不能真实地反应复杂的超声回波信号。针对传统数据采集系统采样精度和数据传输速率的不足,北京坤驰科技有限公司设计了一种高速实时数据采集系统。系统采用ADI公司的新器件AD9056.高采样频率可达1.5 GHz,进行l4bits量化采样后能准确恢复模拟信号的波形;同时采用CPCI总线进行数据传输,传输速率高可达160MB/s.能实现齿轮焊缝探伤过程中超声回波信号实时、准确采集。相对于前期的探伤检测系统、这套系统在实时性、准确性、传输效率等方面都有了质的飞跃。

网友热评