机床切削力信号在线监测系统的开发
摘要
在机械加工过程中，为了安全可靠的生产，对加工过程进行监测和控制是很必要的。本课题就是研究利用计算机采集数据和信息，对加工过程实现实时监控。
本课题是在Visual C++环境下开发数控机床切削力在线状态监测系统，它主要包括切削力信号的采集、实时监测和后续处理与分析。信号采集是利用压电传感器测得信号并送入计算机，通过对数据采集板进行编程，实时采集并动态显示信号，从而监控加工过程。信号处理是将采集来的数据进行后续处理与分析，它包括显示、滤波、相关分析、谱分析等，经过时域和频域分析信号，可以得出信号的特征。最后，通过监控具体的车削力信号，验证了本系统的实用性和可靠性。
It is necessary to monitor and control the manufacturing procedure during the course of working. Thus it can be safe and reliable to carry through the production .The research of the paper realizes real-time monitoring the process through computer collecting data and information.
The thesis is a system of on-line monitoring the cutting force of numerical control machine, which implements using Visual C++. It concludes the collecting of data, real time monitoring and subsequent processing and analyzing of cutting force.
In the part of signal acquisition, the system gets signal through piezoelectric sensor and real time collects it through programming the card of data acquisition, at the same time, displays the signal dynamic. So it can be monitoring the cutting force. In the part of signal processing, the system realizes processing and analyzing of signal. It includes showing, filtering, correlation and spectrum analyzing the signal so as to get the character of cutting force. In the end of the paper, the system is proved through monitoring the signal of turning force. Thus the system is use and reliable.
本课题是在Visual C++环境下开发数控机床切削力在线状态监测系统，它主要包括切削力信号的采集、实时监测和后续处理与分析。信号采集是利用压电传感器测得信号并送入计算机，通过对数据采集板进行编程，实时采集并动态显示信号，从而监控加工过程。信号处理是将采集来的数据进行后续处理与分析，它包括显示、滤波、相关分析、谱分析等，经过时域和频域分析信号，可以得出信号的特征。最后，通过监控具体的车削力信号，验证了本系统的实用性和可靠性。
It is necessary to monitor and control the manufacturing procedure during the course of working. Thus it can be safe and reliable to carry through the production .The research of the paper realizes real-time monitoring the process through computer collecting data and information.
The thesis is a system of on-line monitoring the cutting force of numerical control machine, which implements using Visual C++. It concludes the collecting of data, real time monitoring and subsequent processing and analyzing of cutting force.
In the part of signal acquisition, the system gets signal through piezoelectric sensor and real time collects it through programming the card of data acquisition, at the same time, displays the signal dynamic. So it can be monitoring the cutting force. In the part of signal processing, the system realizes processing and analyzing of signal. It includes showing, filtering, correlation and spectrum analyzing the signal so as to get the character of cutting force. In the end of the paper, the system is proved through monitoring the signal of turning force. Thus the system is use and reliable.
引文
[1]周世军，梅志光，袁修干．“热工通用多通道微机数据采集和自动控制系统”．测控技术，2000(7)：33～35
[2]张小牛，侯国平，赵伟．“虚拟仪器技术回顾与展望”．测控技术，2000(9)：22～24
[3]贾永军．“利用WIN95多线程功能实现实时监控”．电脑编程技巧与维护，1998(6)：21～22
[4]王永纲，刘鹏等．“200Msps通用信号采集PC卡的研制”．数据采集与处理，1999(4)
[5]王祥忠，庞国仲．“面向对象计算机过程测控系统研究”．微计算机信息，1998(5)：63～65
[6]迟关心，孔振宇等．“WINDOWS环境下实时数据采集与控制程序的开发”．微型机与应用，1998(6)：50～51，60
[7]路林吉，饶家明．“虚拟仪器讲座第一讲：虚拟仪器概论”．电子技术，2000(1)：44～47
[8]汤红诚，张晓清，冯璞乔．“PCL-818L在数据采集中的应用”．自动化与仪器仪表，2000(1)：27～28
[9]钱敏，孙宝元，张军．“整体式三维压电测力平台的研制”．大连理工大学校报，2000(5)：570～574
[10]陈行禄，秦永元编著．“信号分析与处理”．北京航空航天大学出版社，1993
[11]胡广书编著．“数字信号处理”．清华大学出版社，1997
[12]PC-LabCard USER'S MANUAL. Advantech Co., Ltd
[13]孙宝元，张贻恭．“压电石英力传感器及动态切削测力仪”．计量出版社，1985
[14]华南工学院，甘肃工业大学．“金属切削原理及刀具设计”．上海科学技术出版社，1979
[15]王正光，周忠英，侯伯亨，李伯成．“数据采集与处理”．国防工业出版社，1983
[16]吴湘淇．“信号、系统与信号处理”．电子工业出版社，1996
[17]王化祥，张淑英．“传感器原理及应用”．天津大学出版社，1999
[18]胡广书．“数字信号处理——理论、算法与实现”．清华大学出版社，1996
[19]王华，叶爱亮，祁立学，曹凌云．“Visual C++6.0编程实例与技巧”．机械工业出版社，1999
[20]Richard C. Leinecker,Tom Archer."Visual C++6 Bible".电子工业出版社，1999
[21]刘迎春，叶湘滨．“传感器原理、设计与应用”．国防科技大学出版社，1997
[22]门槛创作室．“Visual C++6.0实例教程”．电子工业出版社，2000
[23]李博轩等．"Visual C++图形用户界面开发指南”．清华大学出版社，2000
[24]杨文龙，姚淑珍，吴芸．“软件工程”．电子工业出版社，1999
[25]郑人杰．“软件工程”．清华大学出版社，1999
[26]陈阵，吴月珠，王炜，邹海山．“Win9X通用数据采集设备驱动开发”，2000(6)：102～104
[27]杨强，李堂秋．Win9x虚拟设备驱动程序编程指南．清华大学出版社，1999
[28]孙宝元，钱敏，张军．“压电式传感器与测力仪研发回顾与展望”．大连理工大学校报，2001(2)：127～133
[29]Tullsen D Metal. Simultaneous Multithreading: Maximizing On-Chip Parallelism. Proc 22nd Int Symp on Computer Architecture,1995(3):92～403
[30]唐健，李红．“加工过程在线监测与控制系统”．成都纺织高等专科学校学报，1999(7)：5～10
[31]Sophocles J. Orfanidis. "Introduction to Signal processing". Prentice Hall International, Inc,1998
[32]“金属机械加工工艺人员手册”，上海科学技术出版社，1979
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