面向切削加工的虚拟测试系统设计

论文摘要

虚拟仪器自从产生到今天,把传统的测试技术带入了一个全新的领域,它打破了以往我们对传统测试的概念,虚拟仪器技术的蓬勃发展不仅成为了当今测试领域的主流,也为现代加工制造业注入了新的生命与活力。LabVIEW是当前工程人员进行数据测量、测试与控制系统所使用的图形化编程环境,它用直观的图形化图标编写流程图。本文在LabVEIW编程环境下开发了测量切削力与切削温度的虚拟仪器。首先提出了切削力、切削温度的测量方法,完成了硬件系统的设计,包括数据采集卡、传感器、放大器等系统硬件的选择;根据软件系统的设计原则提出软件设计是该系统的核心。采用模块化的编程结构,将测量任务分成多个模块进行设计,变动系统功能只需改变其相应模块。软件系统共包括数据采集、数据处理、经验公式创建与切削力标定等模块。通过前面板的功能按钮实现切削力与切削温度测量的数据采集、处理、分析、存储以及测力仪标定等功能。数据采集部分采用多通道循环扫描方式进行采样,然后由数据处理模块进行后续处理,可以完成存储、回放和截断,经验公式模块根据不同的参数建立切削力与切削温度公式。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景
• 1.3 虚拟仪器的国内外研究现状
• 1.4 课题主要研究内容
• 第二章 系统总体方案设计
• 2.1 虚拟仪器概述与特点
• 2.2 传统仪器和虚拟仪器的比较
• 2.3 虚拟仪器系统分类与构成
• 2.4 虚拟仪器开发工具的比较
• 2.5 系统总体设计
• 2.6 本章小结
• 第三章 测试系统测量原理与硬件选择
• 3.1 切削力的产生
• 3.2 对刀具在线监测研究的意义
• 3.3 切削力测量方法
• 3.3.1 电阻应变片工作原理
• 3.3.2 八角环形电阻式力传感器的工作原理
• 3.4 切削热的产生和研究意义
• 3.5 切削温度测量方法
• 3.6 测试系统硬件选择
• 3.7 本章小结
• 第四章 测试系统软件设计
• 4.1 测试系统软件开发平台
• 4.2 图像化的语言编程技术
• 4.2.1 LabVIEW 操作面板
• 4.2.2 LabVIEW 工作方式
• 4.2.3 编辑和调试程序
• 4.3 软件系统的总体设计原则
• 4.4 系统软件的框架结构及模块划分
• 4.5 数据采集模块
• 4.5.1 数据采集卡的驱动
• 4.5.2 数据采集过程
• 4.6 数据分析模块
• 4.6.1 数据回放
• 4.6.2 信号的截取和滤波
• 4.6.3 信号统计分析
• 4.6.3.1 均值、均方值、方差
• 4.6.3.2 自相关函数
• 4.6.3.3 互相关函数
• 4.6.4 系统数据库存储方式
• 4.7 经验公式创建模块
• 4.7.1 单因素实验法
• 4.7.2 多因素实验法
• 4.8 切削力的标定
• 4.8.1 横向干扰标定
• 4.8.2 切削力实验标定
• 4.9 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况
• 作者简介
• 详细摘要