本文關鍵詞：面向銑削過程的無線測振刀柄的關鍵技術研究

  更多相關文章： 銑削振動 實時監(jiān)測 無線測振刀柄 信號采集 無線傳輸

【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)測技術在制造業(yè)的發(fā)展中變得十分重要。切削振動作為刀具狀態(tài)的基本參數之一,在一定程度上能夠準確地反應出刀具的切削狀態(tài)。因此,實時地監(jiān)測切削振動可以預測刀具的切削狀態(tài)。目前,對于切削振動的監(jiān)測手段大多都是通過外置傳感器來監(jiān)測,即傳感器通常安裝在工件上/工作臺上或者主軸殼體上。這種監(jiān)測方法可重復性以及可移植性差,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太遠,所監(jiān)測到的振動信號比較弱,很難滿足切削加工高度自動化的需求。針對目前這種情況,本文提出了一種將振動傳感器以及信號采集電路集成到銑削刀柄上的智能監(jiān)測系統。具體研究內容如下:針對銑削振動產生的原理作系統的分析,提出了兩種銑削振動產生的模型,即由速度反饋所引起的振動以及由位移反饋所引起的振動。前者是由于在銑削過程中阻尼時而為正,時而為負所引起的;后者是由于系統剛度時而為正,時而為負所引起的。從整體結構出發(fā)對無線測振系統進行了設計。由于銑削加工中的銑削刀柄始終處于旋轉狀態(tài),振動傳感器與信號采集系統以及無線傳輸系統需要集成到刀柄上。振動傳感器要集成到刀柄的內部,而且要保證振動傳感器能夠有效地采集到切削加工過程中的振動信號。銑削刀柄在結構上的改變不能影響正常的銑削加工。針對無線測振刀柄的設計要求,對信號采集系統以及無線傳輸系統進行了設計。其中,采用嵌入式系統來完成振動信號的采集,采用WIFI模式實現振動信號的傳輸,此外運用Labview軟件編寫上位機界面。上位機能夠遠程控制下位機開啟信號采集以及無線傳輸,并且能夠實時顯示以及分析振動信號,準確地監(jiān)測切削的振動狀態(tài)。針對所設計的無線測振刀柄系統進行了整機測試。驗證了振動的傳輸特性,分析了機床空轉噪聲,振動傳感器的實際安裝位置,切削參數等對于振動信號的影響。
【關鍵詞】：銑削振動 實時監(jiān)測 無線測振刀柄 信號采集 無線傳輸
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG54
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-21
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題研究的背景和意義8-9
• 1.3 國內外研究現狀9-19
• 1.3.1 切削振動機理研究9-11
• 1.3.2 切削振動監(jiān)測技術11-15
• 1.3.3 刀柄系統傳感器集成技術15-18
• 1.3.4 信號無線傳輸技術18-19
• 1.3.5 國內外研究現狀的分析19
• 1.4 主要研究內容19-21
• 第二章 銑削加工振動建模及原理分析21-29
• 2.1 銑削振動產生原理21-23
• 2.2 銑削振動的特征23-24
• 2.3 銑削振動模型的研究24-28
• 2.3.1 由速度反饋所引起的銑削振動24-26
• 2.3.2 由位移反饋所引起的銑削振動26-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 銑削振動監(jiān)測方案總體設計29-48
• 3.1 振動傳感器的選擇與安裝29-35
• 3.1.1 振動傳感器的選擇29-30
• 3.1.2 電容式振動加速度傳感器工作原理30-32
• 3.1.3 振動傳感器的安裝32-35
• 3.2 銑削振動檢測系統總體結構設計35-42
• 3.2.1 傳感器集成方案確定36
• 3.2.2 銑削刀柄最終結構與傳感器載體設計36-37
• 3.2.3 刀柄的結構剛度分析37-41
• 3.2.4 信號采集與傳輸系統硬件集成設計41-42
• 3.3 測振刀柄信號傳輸特性研究42-47
• 3.3.1 刀柄系統信號靜態(tài)傳輸特性分析42-45
• 3.3.2 刀柄系統動態(tài)信號傳輸特性分析45-47
• 3.4 本章小結47-48
• 第四章 測振刀柄信號采集與無線傳輸系統設計48-59
• 4.1 測振刀柄系統硬件設計48-51
• 4.1.1 信號采集系統硬件設計48-49
• 4.1.2 無線傳輸系統硬件設計49-50
• 4.1.3 DC-DC電路設計50-51
• 4.2 測振刀柄系統軟件設計51-55
• 4.2.1 振動信號采集模塊設計52-53
• 4.2.2 信號無線傳輸模塊設計53-55
• 4.3 上位機界面設計55-57
• 4.3.1 Labview無線通信的實現56-57
• 4.3.2 上位機數據還原程序設計57
• 4.4 信號采集與無線傳輸系統整體測試57-58
• 4.5 本章小結58-59
• 第五章 測振刀柄系統實驗研究59-65
• 5.1 測振刀柄系統實驗平臺的搭建59-60
• 5.2 振動信號傳輸特性驗證實驗60-61
• 5.3 影響振動監(jiān)測信號的因素分析實驗61-64
• 5.3.1 機床空轉噪聲的影響62
• 5.3.2 傳感器安裝位置的影響62-63
• 5.3.3 切削參數的影響63-64
• 5.4 本章小結64-65
• 結論65-66
• 參考文獻66-71
• 致謝71

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前6條

1 張闖;;影響壓電傳感器工作性能的主要原因及對策[J];滁州職業(yè)技術學院學報;2010年04期

2 陳勇;劉雄偉;俞鐵岳;;立銑再生顫振閉環(huán)控制系統的設計[J];華僑大學學報(自然科學版);2006年03期

3 王立剛,劉習軍,賈啟芬;機床顫振的若干研究和進展[J];機床與液壓;2004年11期

4 黃杰;樊銳;;測力刀柄結構設計與分析[J];機電產品開發(fā)與創(chuàng)新;2006年06期

5 孫志杰;王善軍;錢九娟;;機床振動防治研究[J];吉林工程技術師范學院學報;2012年09期

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

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

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

，

本文編號：956017