發(fā)布時間：2017-10-08 00:18

  本文關鍵詞：基于LabVIEW的機床動力卡盤綜合性能測量系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 機床動力卡盤 在線監(jiān)測 虛擬儀器 動平衡 轉(zhuǎn)動慣量

【摘要】：隨著現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展,我國對高性能數(shù)控機床的需求不斷提升。機床動力卡盤作為數(shù)控車床中最常用的工件夾具,是工件與機床電主軸相互連接的接口,在加工過程中卡盤主軸的振動問題直接影響著零件的加工質(zhì)量,因此監(jiān)測卡盤主軸振動情況并進行診斷校正對于提高機床性能有著重要的現(xiàn)實意義。但是傳統(tǒng)的測試儀器存在著成本高、擴展性差、便捷化程度低等缺陷,已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代工業(yè)多樣化的需求。據(jù)此,本文結(jié)合國家科技重大專項項目——“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”課題要求,以虛擬儀器技術為基礎,開發(fā)了一套能夠在線監(jiān)測并且實現(xiàn)卡盤動平衡和轉(zhuǎn)動慣量測量的機床動力卡盤綜合性能測試系統(tǒng)。論文首先對動平衡測量、轉(zhuǎn)動慣量測量以及虛擬儀器技術在卡盤綜合性能測試中的應用進行了功能設計,深入研究了動平衡和轉(zhuǎn)動慣量測量的相關理論及關鍵技術,在此基礎上設計實現(xiàn)了一種機床動力卡盤綜合性能測試方法,完成系統(tǒng)總體設計,包括硬件平臺搭建和軟件系統(tǒng)開發(fā)。在動平衡測量部分,采用影響系數(shù)法對機床動力卡盤主軸平衡進行理論推導、計算,建立不平衡量求解數(shù)學模型,并從混合信號中有效提取卡盤振動信號,在此基礎上,基于相關分析方法對卡盤振動幅值和相位進行提取,并通過與傳統(tǒng)FFT提取法仿真對比,驗證了相關分析法良好的提取效果和可行性。在轉(zhuǎn)動慣量測量部分,針對現(xiàn)有轉(zhuǎn)動慣量測量需要拆卸轉(zhuǎn)子和對測試環(huán)境要求高的缺陷,提出基于電機系統(tǒng)自由減速過程的卡盤轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量的測量方法,并進行了數(shù)學推理。完成了基于Lab VIEW平臺的軟件開發(fā),同時,構(gòu)建了相對應的SQL數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了測量數(shù)據(jù)的離線管理、查詢和分析。作為機床動力卡盤綜合測試系統(tǒng),本文將動平衡測量部分、轉(zhuǎn)動慣量測量部分和數(shù)據(jù)庫查詢部分進行了集成,用戶在使用時根據(jù)功能需求,便可實現(xiàn)功能模塊的切換。為了驗證本文開發(fā)的綜合測量系統(tǒng)的可行性,在基于PC-DAQ虛擬儀器系統(tǒng)的機床主軸模擬實驗臺進行測試實驗,經(jīng)實驗證明:本系統(tǒng)平衡效果好、慣量測量精度高、可靠實用,具有一定的工程應用價值。
【關鍵詞】：機床動力卡盤 在線監(jiān)測 虛擬儀器 動平衡 轉(zhuǎn)動慣量
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 課題來源11
• 1.2 課題研究背景及意義11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 動平衡測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 轉(zhuǎn)動慣量測量的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 虛擬儀器技術在現(xiàn)代測試技術中的應用14-16
• 1.5 課題研究內(nèi)容16-17
• 2 機床動力卡盤綜合性能系統(tǒng)測量原理方法研究17-29
• 2.1 動平衡測量原理及卡盤主軸平衡建模研究17-23
• 2.1.1 轉(zhuǎn)子的不平衡17-18
• 2.1.2 剛性轉(zhuǎn)子的動平衡方法18-21
• 2.1.3 機床卡盤主軸平衡建模21-23
• 2.2 卡盤轉(zhuǎn)動慣量測量原理及建模研究23-26
• 2.2.1 轉(zhuǎn)動慣量的計算法研究23
• 2.2.2 轉(zhuǎn)動慣量常規(guī)測量法對比分析23-25
• 2.2.3 基于電機自由減速過程的卡盤轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量測量方法25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-29
• 3 機床動力卡盤綜合性能測量系統(tǒng)總體設計29-37
• 3.1 測試系統(tǒng)總體設計方案29-30
• 3.1.1 測試系統(tǒng)設計要求29
• 3.1.2 系統(tǒng)方案總體結(jié)構(gòu)29-30
• 3.2 系統(tǒng)硬件配置30-33
• 3.2.1 傳感器選型30-32
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集卡選擇32-33
• 3.3 測試軟件系統(tǒng)的要求及結(jié)構(gòu)33-35
• 3.3.1 操作平臺33-34
• 3.3.2 軟件開發(fā)平臺34
• 3.3.3 測試系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-37
• 4 機床動力卡盤綜合性能測量系統(tǒng)關鍵技術與實現(xiàn)37-47
• 4.1 振動信號的數(shù)據(jù)采集技術37-38
• 4.1.1 信號采樣定理37
• 4.1.2 模擬信號的量化37
• 4.1.3 輸入模式37-38
• 4.2 綜合測量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測量技術38-39
• 4.2.1 基準信號的組成及應用38-39
• 4.2.2 編碼器轉(zhuǎn)速測量設計39
• 4.3 卡盤轉(zhuǎn)子振動信號幅值和相位的提取技術39-44
• 4.3.1 基于相關分析的卡盤振動信號提取39-43
• 4.3.2 基于LabVIEW的卡盤振動信號提取仿真分析43-44
• 4.4 卡盤主軸轉(zhuǎn)速特性數(shù)值處理算法研究44-45
• 4.5 本章小結(jié)45-47
• 5 機床動力卡盤綜合性能測量系統(tǒng)軟件開發(fā)47-63
• 5.1 軟件系統(tǒng)總體設計47-48
• 5.2 基于LabVIEW的動力卡盤動平衡測量部分的設計48-54
• 5.2.1 動平衡測量流程48-49
• 5.2.2 動平衡前面板界面設計49-50
• 5.2.3 動平衡測量部分各個功能模塊的設計及實現(xiàn)50-54
• 5.3 基于LabVIEW的動力卡盤轉(zhuǎn)動慣量測量部分的設計54-58
• 5.3.1 轉(zhuǎn)動慣量測量流程54-55
• 5.3.2 轉(zhuǎn)動慣量測量前面板設計55-56
• 5.3.3 轉(zhuǎn)動慣量測量部分各個功能模塊的設計及實現(xiàn)56-58
• 5.4 基于LabSQL的LabVIEW數(shù)據(jù)庫訪問功能的實現(xiàn)58-62
• 5.5 本章小結(jié)62-63
• 6 系統(tǒng)實驗與分析63-73
• 6.1 實驗平臺搭建63-64
• 6.2 動平衡測量實驗與結(jié)果分析64-67
• 6.2.1 實驗測試步驟64
• 6.2.2 動平衡結(jié)果及分析64-67
• 6.3 轉(zhuǎn)動慣量測量實驗與結(jié)果分析67-71
• 6.3.1 實驗測試步驟67-68
• 6.3.2 轉(zhuǎn)動慣量測量結(jié)果及分析68-71
• 6.4 本章小結(jié)71-73
• 7 結(jié)論與展望73-75
• 7.1 結(jié)論73
• 7.2 展望73-75
• 參考文獻75-79
• 作者攻讀學位期間發(fā)表論文清單79-81
• 致謝81

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號：990918