發(fā)布時間：2017-09-03 08:13

  本文關(guān)鍵詞：刀具工作狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 刀具監(jiān)測 數(shù)據(jù)采集 無線通信 無線供電

【摘要】：機(jī)床工業(yè)作為先進(jìn)制造技術(shù)的一個重要領(lǐng)域,正在向著高效、高精度的自動化加工目標(biāo)發(fā)展,而切削刀具在切削加工過程中起著至關(guān)重要的作用,切削刀具的異常變化將直接影響加工精度和可靠性。因此,開發(fā)機(jī)床刀具工作狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),對刀具加工過程中這兩種信號進(jìn)行實時監(jiān)測就顯得尤為重要。本文針對刀具加工過程實時監(jiān)測開發(fā)兩套智能監(jiān)測刀柄,分別監(jiān)測振動信號和切削力/扭矩信號,將整個傳感系統(tǒng)集成在刀柄內(nèi)部,以無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)回傳和電能供給。在數(shù)據(jù)傳輸方面,通過分析振動信號和切削力/扭矩信號的信號特征,確定功能指標(biāo),并基于兩種核心微處理器分別設(shè)計信號調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路以及無線通信電路,搭建監(jiān)測系統(tǒng)的硬件平臺。在此基礎(chǔ)之上,構(gòu)建監(jiān)測系統(tǒng)的軟件平臺,實現(xiàn)信號的采集、數(shù)據(jù)的無線傳輸以及上位機(jī)對系統(tǒng)的控制功能,在上位機(jī)遠(yuǎn)程、實時地監(jiān)測這兩種刀具信號的波形,同時完成對采集數(shù)據(jù)的存儲。在電能傳輸方面,針對機(jī)床和刀柄的結(jié)構(gòu)及其高速旋轉(zhuǎn)的特殊工作狀態(tài),確定應(yīng)用電磁諧振式無線供電方式。從接收端和發(fā)射端線圈結(jié)構(gòu)與布局出發(fā),建立“2發(fā)多收”的刀柄無線供電模型。針對發(fā)射模塊,設(shè)計方波發(fā)生電路、MOS管驅(qū)動電路以及高頻逆變電路,實現(xiàn)直流到高頻交流的轉(zhuǎn)換。針對接收系統(tǒng)和負(fù)載設(shè)備的供電需求,設(shè)計整流濾波電路和電源管理電路,實現(xiàn)了高頻交流到多路直流的轉(zhuǎn)換,為刀柄內(nèi)所有傳感系統(tǒng)提供穩(wěn)定直流電源。在驗證系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸與電能傳輸各節(jié)點(diǎn)設(shè)備性能的基礎(chǔ)之上,對整個刀具監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行實際的功能測試和性能分析,實現(xiàn)通過上位機(jī)對這兩種信號進(jìn)行遠(yuǎn)程、實時的監(jiān)測,并保證整套刀具監(jiān)測系統(tǒng)的可行性與穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：刀具監(jiān)測 數(shù)據(jù)采集 無線通信 無線供電
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG71;TP274
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源9
• 1.2 課題研究背景和意義9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析10-16
• 1.3.1 刀柄系統(tǒng)傳感器集成技術(shù)10-12
• 1.3.2 數(shù)據(jù)采集處理技術(shù)12-13
• 1.3.3 短距離無線通信技術(shù)13-14
• 1.3.4 無線供電技術(shù)14-16
• 1.4 本課題研究內(nèi)容16-18
• 第2章 刀具監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計18-28
• 2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計方案18-19
• 2.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計方案19-20
• 2.3 無線通信系統(tǒng)設(shè)計方案20-21
• 2.4 無線供電系統(tǒng)設(shè)計方案21-27
• 2.4.1 無線能量傳輸原理21-26
• 2.4.2 電磁諧振無線供電系統(tǒng)設(shè)計方案26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 數(shù)據(jù)采集與無線通信系統(tǒng)軟硬件設(shè)計28-42
• 3.1 數(shù)據(jù)采集與無線通信系統(tǒng)硬件設(shè)計28-34
• 3.1.1 信號調(diào)理模塊電路設(shè)計28-30
• 3.1.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊電路設(shè)計30-32
• 3.1.3 無線通信模塊電路設(shè)計32-34
• 3.2 數(shù)據(jù)采集與無線通信系統(tǒng)軟件設(shè)計34-41
• 3.2.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)軟件設(shè)計34-36
• 3.2.2 無線通信系統(tǒng)軟件設(shè)計36-38
• 3.2.3 上位機(jī)終端軟件設(shè)計38-41
• 3.3 本章小結(jié)41-42
• 第4章 基于電磁諧振的無線供電系統(tǒng)設(shè)計42-49
• 4.1 收發(fā)線圈結(jié)構(gòu)與布局設(shè)計42-44
• 4.2 發(fā)射模塊電路設(shè)計44-46
• 4.3 接收模塊電路設(shè)計46-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第5章 刀具監(jiān)測系統(tǒng)實驗測試與性能分析49-55
• 5.1 數(shù)據(jù)傳輸靜態(tài)測試分析49-50
• 5.1.1 振動刀柄監(jiān)測系統(tǒng)測試49-50
• 5.1.2 切削力/扭矩刀柄監(jiān)測系統(tǒng)測試50
• 5.2 電能傳輸靜態(tài)測試分析50-53
• 5.3 刀具監(jiān)測系統(tǒng)整機(jī)性能測試與分析53-54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果61-63
• 致謝63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 邱炎兒;;淺談數(shù)控機(jī)床刀具磨損的監(jiān)測方法[J];長春理工大學(xué)學(xué)報(高教版);2010年04期

2 曹英杰,路克杰,梁志國;模擬量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的計量測試現(xiàn)狀及其前景[J];航空科學(xué)技術(shù);1998年01期

3 周路菡;;無線充電:指向方便與安全[J];新經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊;2014年05期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 邵帥;基于nRF905的溫度數(shù)據(jù)采集及無線傳輸系統(tǒng)的設(shè)計[D];武漢科技大學(xué);2010年

2 呂衍福;用于刀具狀態(tài)檢測的聲發(fā)射信號無線傳輸系統(tǒng)的研發(fā)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號：783844