基于STA9800VT的高频微幅振动测试系统.pdf

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1、2013钜仪表技术与传感器2Ol3第1期41nstrumentTechniqueandSensorNo．1基于STA9800VT的高频微幅振动测试系统陈明方，邹平(1．东北大学先进制造与自动化技术研究所，辽宁沈阳，110819；2．沈阳职业技术学院电气工程系，辽宁沈阳，110045)摘要：超声车削加工方法相对传统车削加工有较好的工艺效果，所以超声车削加工被广泛应用于难加工材料的加工。超声车削对刀具振动幅度和频率都有极其特殊的要求，在其控制的过程中高频微小幅度振动的检测技术显得尤其重要。文中针对高频微幅振动系统提出一种性

2、价比优良的系统方案，经实验验证该方案测试效果良好、可靠性高。关键词：电涡流、TMS320F28335、超声换能器、变幅杆中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1002—1841(2013)01—0023—04BasedonSTA9800VTHighFrequencySlightVibrationTestSystemCHENMing—fang，ZOUPing(1．NortheasternUniversityAdvancedManufacturingandAutomationInstituteofTechnolog

3、y，Shenyang110819，China；2．ShenyangVocationalandTechnicalCollegeDepartmentofElectricalEngineering，Shenyang110045，China)Abstract：Relativetotraditionalprocessing，ultrasonicmachininghaveabetterprocess．Sotheultrasoundturningiswidelyusedinthemachiningofdificulttomachin

4、ematerials．Ultrasoundturningtool’Svibrationamplitudeand~equencyareextremelyspecialrequirements．High一~equencyandsmall-amplitudevibrationdetectiontechnologyisespeciallyimpo~ant．Thispaperpro—posesagoodsolutionforthehJsh-frequencyslightvibrationsystem．Experimentssho

5、wthattheprogramisgood，highreliability．Keywords：Edaycurrent；TMS320F28335；ultrasonictransducer；amplitudetransformer0引言下技术要求：超声加工方法具有传统机械加工不可比拟的优异工艺效(1)信号的采样和转换时间不超过5s，以确保每个脉冲果，主要表现在：切削力大幅度降低；切削温度大幅度降低；大周期内能至少检测到10采样点；幅降低表面粗糙度Ro值和显著提高加工精度；工具寿命大幅(2)传感器精度要求达到0．5Ixm以上

6、；度提高；提高已加工表面的耐磨性、耐腐蚀性等⋯。该项目重(3)测试系统安装方便，抗干扰能力强。点研究的是脆、硬、塑性等难加工材料的车削加工工艺性，通过按照上述技术要求，文中提出图1所示测试系统整体方超声车削加工方法能显著提高难加工材料的加工切削效率、减案。该方案设计的高频微幅振动头测试系统主要由人机交互小刀具的磨损。然而，超声车削要求刀尖振幅达到8—16Ixm操作环节、信号控制器环节、驱动电路、检测反馈环节及执行环才能保证车削工艺效果。要达到此要求，对超声振动系统驱动节五部分组成。控制就提出了更高的要求。1人机交互l基

7、于ARMII的10m左右的高频微幅振动系统检测实现起来非常困难，：I(cAN模块)1人机交互操作环节原因有两个：(1)信号的频率非常高，要实现较好的测试效果，审TM的S信32号0F控28制33环5D节SP系统对信号的采样和转换速度提出了更高的要求；(2)测量精度要求更高，至少达到1m以上。—需1微幅超声振动测试系统设计方案超声振动头以压电材料作为换能器，超声压电材料工作的f基本条件有两个：(1)施加在压电材料两电极间的电压须达到赢’t曩屠籍，I簇释AC160—300V之间，振动头的振幅与换能器激励交流电压成t正比；(2

8、)施加在压电材料两电极上的交流电压频率须达到20kHz左右，振动头设计谐振频率与施加交流电压频率越接近则I：M堡篓SF皇ET竺Ij：—fIS猫TA9800wrlJ振动头的振幅越大J。l高频变压器f为达到上述要求，同时还以控制刀具变幅杆的振幅在8—豳16m之间，该项目设计的高频微幅振动系统测试方案提出如厂l三!：!I基金项目：沈阳市