本文關(guān)鍵詞：面向銑削過(guò)程的無(wú)線測(cè)振刀柄的關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 銑削振動(dòng) 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 無(wú)線測(cè)振刀柄 信號(hào)采集 無(wú)線傳輸

【摘要】：隨著切削加工向著高效高精度的方向發(fā)展,智能監(jiān)測(cè)技術(shù)在制造業(yè)的發(fā)展中變得十分重要。切削振動(dòng)作為刀具狀態(tài)的基本參數(shù)之一,在一定程度上能夠準(zhǔn)確地反應(yīng)出刀具的切削狀態(tài)。因此,實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)切削振動(dòng)可以預(yù)測(cè)刀具的切削狀態(tài)。目前,對(duì)于切削振動(dòng)的監(jiān)測(cè)手段大多都是通過(guò)外置傳感器來(lái)監(jiān)測(cè),即傳感器通常安裝在工件上/工作臺(tái)上或者主軸殼體上。這種監(jiān)測(cè)方法可重復(fù)性以及可移植性差,不能有效消除位置偏移引起的影響,或者是是由于距離切削點(diǎn)太遠(yuǎn),所監(jiān)測(cè)到的振動(dòng)信號(hào)比較弱,很難滿足切削加工高度自動(dòng)化的需求。針對(duì)目前這種情況,本文提出了一種將振動(dòng)傳感器以及信號(hào)采集電路集成到銑削刀柄上的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。具體研究?jī)?nèi)容如下:針對(duì)銑削振動(dòng)產(chǎn)生的原理作系統(tǒng)的分析,提出了兩種銑削振動(dòng)產(chǎn)生的模型,即由速度反饋所引起的振動(dòng)以及由位移反饋所引起的振動(dòng)。前者是由于在銑削過(guò)程中阻尼時(shí)而為正,時(shí)而為負(fù)所引起的;后者是由于系統(tǒng)剛度時(shí)而為正,時(shí)而為負(fù)所引起的。從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)對(duì)無(wú)線測(cè)振系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。由于銑削加工中的銑削刀柄始終處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài),振動(dòng)傳感器與信號(hào)采集系統(tǒng)以及無(wú)線傳輸系統(tǒng)需要集成到刀柄上。振動(dòng)傳感器要集成到刀柄的內(nèi)部,而且要保證振動(dòng)傳感器能夠有效地采集到切削加工過(guò)程中的振動(dòng)信號(hào)。銑削刀柄在結(jié)構(gòu)上的改變不能影響正常的銑削加工。針對(duì)無(wú)線測(cè)振刀柄的設(shè)計(jì)要求,對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)以及無(wú)線傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。其中,采用嵌入式系統(tǒng)來(lái)完成振動(dòng)信號(hào)的采集,采用WIFI模式實(shí)現(xiàn)振動(dòng)信號(hào)的傳輸,此外運(yùn)用Labview軟件編寫上位機(jī)界面。上位機(jī)能夠遠(yuǎn)程控制下位機(jī)開(kāi)啟信號(hào)采集以及無(wú)線傳輸,并且能夠?qū)崟r(shí)顯示以及分析振動(dòng)信號(hào),準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)切削的振動(dòng)狀態(tài)。針對(duì)所設(shè)計(jì)的無(wú)線測(cè)振刀柄系統(tǒng)進(jìn)行了整機(jī)測(cè)試。驗(yàn)證了振動(dòng)的傳輸特性,分析了機(jī)床空轉(zhuǎn)噪聲,振動(dòng)傳感器的實(shí)際安裝位置,切削參數(shù)等對(duì)于振動(dòng)信號(hào)的影響。
【關(guān)鍵詞】：銑削振動(dòng) 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 無(wú)線測(cè)振刀柄 信號(hào)采集 無(wú)線傳輸
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 課題來(lái)源8
• 1.2 課題研究的背景和意義8-9
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-19
• 1.3.1 切削振動(dòng)機(jī)理研究9-11
• 1.3.2 切削振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)11-15
• 1.3.3 刀柄系統(tǒng)傳感器集成技術(shù)15-18
• 1.3.4 信號(hào)無(wú)線傳輸技術(shù)18-19
• 1.3.5 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的分析19
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容19-21
• 第二章 銑削加工振動(dòng)建模及原理分析21-29
• 2.1 銑削振動(dòng)產(chǎn)生原理21-23
• 2.2 銑削振動(dòng)的特征23-24
• 2.3 銑削振動(dòng)模型的研究24-28
• 2.3.1 由速度反饋所引起的銑削振動(dòng)24-26
• 2.3.2 由位移反饋所引起的銑削振動(dòng)26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第三章 銑削振動(dòng)監(jiān)測(cè)方案總體設(shè)計(jì)29-48
• 3.1 振動(dòng)傳感器的選擇與安裝29-35
• 3.1.1 振動(dòng)傳感器的選擇29-30
• 3.1.2 電容式振動(dòng)加速度傳感器工作原理30-32
• 3.1.3 振動(dòng)傳感器的安裝32-35
• 3.2 銑削振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)35-42
• 3.2.1 傳感器集成方案確定36
• 3.2.2 銑削刀柄最終結(jié)構(gòu)與傳感器載體設(shè)計(jì)36-37
• 3.2.3 刀柄的結(jié)構(gòu)剛度分析37-41
• 3.2.4 信號(hào)采集與傳輸系統(tǒng)硬件集成設(shè)計(jì)41-42
• 3.3 測(cè)振刀柄信號(hào)傳輸特性研究42-47
• 3.3.1 刀柄系統(tǒng)信號(hào)靜態(tài)傳輸特性分析42-45
• 3.3.2 刀柄系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信號(hào)傳輸特性分析45-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 測(cè)振刀柄信號(hào)采集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-59
• 4.1 測(cè)振刀柄系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)48-51
• 4.1.1 信號(hào)采集系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)48-49
• 4.1.2 無(wú)線傳輸系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)49-50
• 4.1.3 DC-DC電路設(shè)計(jì)50-51
• 4.2 測(cè)振刀柄系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)51-55
• 4.2.1 振動(dòng)信號(hào)采集模塊設(shè)計(jì)52-53
• 4.2.2 信號(hào)無(wú)線傳輸模塊設(shè)計(jì)53-55
• 4.3 上位機(jī)界面設(shè)計(jì)55-57
• 4.3.1 Labview無(wú)線通信的實(shí)現(xiàn)56-57
• 4.3.2 上位機(jī)數(shù)據(jù)還原程序設(shè)計(jì)57
• 4.4 信號(hào)采集與無(wú)線傳輸系統(tǒng)整體測(cè)試57-58
• 4.5 本章小結(jié)58-59
• 第五章 測(cè)振刀柄系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究59-65
• 5.1 測(cè)振刀柄系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建59-60
• 5.2 振動(dòng)信號(hào)傳輸特性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)60-61
• 5.3 影響振動(dòng)監(jiān)測(cè)信號(hào)的因素分析實(shí)驗(yàn)61-64
• 5.3.1 機(jī)床空轉(zhuǎn)噪聲的影響62
• 5.3.2 傳感器安裝位置的影響62-63
• 5.3.3 切削參數(shù)的影響63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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5 孫志杰;王善軍;錢九娟;;機(jī)床振動(dòng)防治研究[J];吉林工程技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報(bào);2012年09期

6 劉曉東;新型四維銑削力測(cè)量刀柄[J];儀表技術(shù)與傳感器;1999年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 高宏力;切削加工過(guò)程中刀具磨損的智能監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2005年

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本文編號(hào)：956017