三轴加速度传感器振动测试系统的研制

论文摘要

在实际工程应用中,振动现象大量存在。有时可以利用振动来造福人类,但是绝大多数情况下,振动都是产生消极影响的,尤其是在机械加工中,振动对机器的生产效率和加工精度有着不同程度的降低;另外,据统计,在相关的机械故障中40%与振动有关,因此必须通过一些有效的方法来应对工程中的振动问题,也就是对振动信号进行检测以及进一步的测试分析,这里就涉及到振动测试系统的搭建及研究问题。本文设计研制了一套基于IEPE压电式三轴加速度传感器的振动测试系统,用于研究实验室现有的Leaderway V-450三轴数控加工中心进行金属切削加工时的颤振问题。本套振动测试系统主要包括两部分,核心部分是振动采集分析系统,内容有基于加速度传感器的硬件电路设计,包括驱动电路设计与信号调理电路设计,用来驱动加速度传感器正常工作;再有以LabVIEW为平台搭建的上位机系统,用来对传感器输出信号进行采集,显示,分析,及保存;最后再借助菱形位移放大机构搭建的振动台对加速度传感器系统进行标定,评定其灵敏度与精度。另一部分是数控机床切削参数采集系统,通过51单片机与数控机床系统进行通信,实现数控机床在进行金属切削加工时的切削参数的采集,再通过串口发送给上位机进行实时显示以便观察。最后,运用研制的振动测试系统,成功地监测到数控机床进行金属切削时的振动情况。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 课题研究的背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 国内研究现状
•     1.2.2 国外研究现状
•   1.3 论文的主要研究内容
• 第二章 振动测试系统的设计思路
•   2.1 系统设计目的
•   2.2 振动测试系统的总体设计
•     2.2.1 振动传感器
•     2.2.2 传感器后续处理电路
•     2.2.3 数据采集卡
•     2.2.4 LabVIEW上位机编程
•     2.2.5 数控机床切削参数采集系统
•   2.3 本章小结
• 第三章 振动测试系统的硬件研究
•   3.1 加速度传感器
•     3.1.1 传感器的选择
•     3.1.2 传感器的技术指标
•   3.2 传感器驱动电路设计
•     3.2.1 恒流源电路设计
•     3.2.2 其余电源电路设计
•   3.3 信号处理电路设计
•     3.3.1 信号成分分析
•     3.3.2 滤波电路设计
•   3.4 电路总体设计
•   3.5 本章小结
• 第四章 振动测试系统的软件研究
•   4.1 虚拟仪器及LABVIEW
•   4.2 振动信号的采集
•     4.2.1 USB-6210数据采集卡
•     4.2.2 数据采集原理及实现
•   4.3 振动测试系统上位机程序设计
•     4.3.1 振动测试系统上位机总体设计
•     4.3.2 振动信号分析
•     4.3.3 振动测试系统主界面设计
•   4.4 本章小结
• 第五章 振动测试系统的标定
•   5.1 标定实验装置搭建
•     5.1.1 压电叠堆
•     5.1.2 位移放大机构
•     5.1.3 实验装置及仪器
•   5.2 标定实验方案设计
•     5.2.1 标定实验原理
•     5.2.2 标定实验步骤
•   5.3 标定实验数据处理及结论
•   5.4 本章小结
• 第六章 数控机床切削参数采集系统
•   6.1 系统设计目的及原理
•   6.2 系统硬件组成
•   6.3 系统软件设计
•     6.3.1 单片机程序设计
•     6.3.2 上位机程序设计
•   6.4 本章小结
• 第七章 振动测试系统的应用
•   7.1 机床颤振的基本理论
•   7.2 数控机床振动测试实验
•   7.3 实验数据及结论
•   7.4 本章小结
• 第八章 总结与展望
•   8.1 总结
•   8.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周鹏程

导师: 苗恩铭

关键词: 振动,加速度传感器,标定,数控机床

来源: 合肥工业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 力学,自动化技术

单位: 合肥工业大学

分类号: TP212;O32

总页数: 67

文件大小: 3174K

下载量: 243