基于LabVIEW的切削加工测试与分析系统开发

论文摘要

随着切削加工向着高速、高精度、高度自动化方向发展,对切削过程的测试技术也提出了越来越高的要求。为了使这些高度自动化加工设备充分发挥其优良性能,确保加工质量,提高生产效率,对刀具加工过程进行测试就越来越重要。大量的研究结果表明,对于切削力和切削温度的测量对金属切削研究起事半功倍的作用。因此,对于切削加工测试与分析系统的研制显得由为重要。首先,论文论述了测力仪和自然热电偶的工作原理,分别给出了测力仪和自然热电偶的标定方法,并对自然热电偶冷端补偿进行了分析,采用测量冷端温度的数据处理补偿法进行补偿,提高了测量的准确性。其次,基于商品化的压电传感器,设计了新型切削测力仪及其配套电路。再次,在LabVIEW环境下开发了切削测试与分析系统软件,该软件包括数据采集、数据处理和数据存储等模块,能够实现切削力与切削温度测量的数据采集、处理、分析、存储以及自然热电偶标定等功能。最后,对测力仪进行了标定,并用YG8对45钢进行了切削力和切削温度试验,并对数据进行了分析处理,结果表明系统满足使用要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 切削温度测量方法
• 1.2.2 切削力测量方法
• 1.2.3 压电传感器的特点
• 1.3 虚拟仪器及LABVIEW 简介
• 1.4 本课题拟开展的主要工作
• 第二章 切削加工测试分析系统硬件设计
• 2.1 引言
• 2.2 压电测力仪与参比电路设计
• 2.2.1 新型压电切削测力仪结构设计原则
• 2.2.2 压电力传感器工作原理
• 2.2.3 压电测力传感器选型
• 2.2.4 压电测力仪结构设计
• 2.2.5 参比电路设计
• 2.3 切削温度测量系统设计
• 2.3.1 切削温度测量原理
• 2.3.2 测温时冷端补偿
• 2.3.3 自然热电偶快速标定原理
• 2.4 数据采集卡选用
• 2.5 本章小结
• 第三章 切削加工测试与分析系统软件设计
• 3.1 引言
• 3.2 软件总体设计
• 3.2.1 软件设计要求
• 3.2.2 系统软件框架
• 3.2.3 软件开发工具选择
• 3.3 软件模块设计
• 3.3.1 数据采集模块设计
• 3.3.2 数据分析模块设计
• 3.3.3 自然热电偶标定模块设计
• 3.4 本章小结
• 第四章 系统性能检定及切削试验验证
• 4.1 引言
• 4.2 测力仪标定试验
• 4.2.1 测力仪的静态标定
• 4.2.2 测力仪的动态标定
• 4.3 自然热电偶标定试验
• 4.4 切削试验
• 4.4.1 试验设计
• 4.4.2 切削试验
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文