数控缠绕机加工工艺参数监测系统的研究

论文摘要

复合材料,因其比强度高、比模量大、耐腐蚀、减震性好等优点,在现代材料领域所占比重越来越大。纤维缠绕是制造高强度复合材料构件的一种重要方法。它最早应用于国防和航天工业中,现在已逐渐向民用扩展,在民用工业中有着广阔的应用前景和推广价值。在缠绕加工过程中,离不开对加工工艺参数的监测,缠绕时纤维张力和胶槽温度的变化直接影响缠绕制品的整体性能。针对纤维缠绕加工的实际状况,在分析系统需求的基础上,设计了数控缠绕机加工工艺参数监测系统。在系统的硬件组成上,采用PC机作为主机,选用PCI-1710多功能数据采集卡、PCLD-8710端子板、PCL-10168专用电缆组成信号输入输出通道,组成了整套监测系统。软件设计过程中,选择了Windows软件开发平台,运用了Visual C++软件开发环境,充分利用PCI-1710提供的强大的DLL（动态数据库）函数进行编程,简化了编程,提高了资源的利用率。在缠绕工艺模块中,通过对缠绕成型工艺基础理论的研究,给出了工艺参数的计算方法。系统能够实现对缠绕工艺参数的计算和对实时张力和温度数据的采集、显示、存储等功能。数据采集模块的输入范围、采样时间、采集通道都可以根据实际需要进行控制。系统采用曲线拟合的数学描述方法对传感器进行标定,软件采用防脉冲干扰的数字滤波方法消除干扰。通过缠绕过程中实际工艺参数的监测,系统运行稳定,测量数据准确、可靠。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纤维缠绕成型工艺概述
• 1.2.1 纤维缠绕成型工艺的特点
• 1.2.2 纤维缠绕成型工艺的分类
• 1.2.3 纤维缠绕成型工艺的参数选择
• 1.2.4 纤维缠绕成型制品的应用范围
• 1.3 缠绕加工中工艺参数监控的意义
• 1.4 自动测试技术的现状及发展趋势
• 1.4.1 现代自动测试系统的特点及功能
• 1.4.2 计算机技术发展对测试技术的影响
• 1.4.3 工业控制软件及其发展方向
• 1.5 本课题主要研究目的和内容
• 第2章 纤维缠绕内压容器的网格分析方法
• 2.1 引言
• 2.2 网格分析理论的基础概念
• 2.3 纤维缠绕筒体的内力平衡方程
• 2.3.1 纤维缠绕筒体的单螺旋平衡方程
• 2.3.2 纤维缠绕筒体的双螺旋平衡方程
• 2.3.3 缠绕厚度的计算
• 2.4 缠绕张力制度计算
• 2.5 本章小结
• 第3章 监测系统的硬件构成与分析
• 3.1 引言
• 3.2 系统硬件的选择
• 3.2.1 系统主机类型的选择
• 3.2.2 温度传感器的选择及温度信号输入电路
• 3.2.3 张力传感器的选择及张力检测装置
• 3.2.4 数据采集系统的构成
• 3.3 系统硬件的组成
• 3.3.1 PCI-1710 数据采集卡的功能分析
• 3.3.2 PCI-1710 数据采集卡硬件结构分析
• 3.4 PCLD-8710 信号处理电路
• 3.5 本章小结
• 第4章 监测系统的软件设计
• 4.1 系统软件开发平台和开发工具
• 4.1.1 软件开发平台的选择
• 4.1.2 软件开发环境的选择
• 4.2 PCI-1710 数据采集卡的资源管理操作
• 4.3 系统软件的组成模块
• 4.3.1 缠绕工艺模块
• 4.3.2 数据采集模块
• 4.3.3 数据处理模块
• 4.3.4 输出模块
• 4.4 本章小结
• 第5章 监测系统软件使用简介及缠绕张力监测实验
• 5.1 监测系统软件使用简介
• 5.1.1 数据采集有关操作简介
• 5.1.2 数据存储模块操作简介
• 5.1.3 缠绕工艺输出模块操作简介
• 5.2 缠绕张力监测实验
• 5.2.1 张力传感器标定
• 5.2.2 张力实时监测实验
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书
• 哈尔滨工业大学硕士学位涉密论文管理
• 致谢