高速干切削过程智能监控系统.pdf

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1、高速干切削过程智能监控系统Date:2/18/2008项目介绍：通过检测和分析温度和切削振动信号，分别进行在低温冷却和最少量润滑条件下的高速干切削试验，研究其机理和工艺参数的优化问题。并且对加工过程实施主动模糊控制。本系统采用PCI-1710多功能数据采集卡，通过虚拟仪器软件开发环境(LabVIEW)设计各类虚拟仪器面板，对切削振动、切削温度、步进电机等进行可视化采集、综合分析处理和控制。系统需求：项目的研究目标如下：建立高速干切削工艺研究试验的硬件平台。建立高速干切削加工过程信号采集、处理、显示、控制软硬

2、件平台。进行高速干切削加工试验和机理研究。对加工过程进行主动模糊控制。项目拟解决的关键问题液氮低温冷却系统的设计制造。最少量冷却润滑系统的设计制造。温度、振动信号的采集与分析。模糊控制器系统的设计制造。系统的主要硬件为PCI-1710多功能采集卡，PCL-10168-1E数据线PCLD-8710-AE端子板以及相应振动传感器、红外温度传感器和步进电机等，架构图如下。系统中的主要部分PCI-1710为多功能采集卡，它有12位的分效率，4KFIFO用于模拟输入，100K/S的采样率，16个模拟输入/输出

3、口，16个数字输入/输出口，本项目需要使用两个模拟输入和一个数字输出，其他的输入/输出满足以后的扩展要求。由于板上有4KFIFO，采集方式采用比中断方式进行数据采集将获得较快、较稳的速度。同时提供丰富的软件和驱动程序供二次开发，使得软件开发变得比较容易。本项目就是调用它提供LabVIEW驱动程序，加快了软件进度。系统架构图:系统描述：系统的硬件有红外温度传感器，振动传感器，步进电机，PCI–1710采集卡，所有信号的采集(提供LabVIEW驱动)、显示、存储、分析和控制软件用Labview。信号处理可以通过La

4、bview直接调用Matlab中的小波工具箱进行小波变换或者小波包变换，或者根据情况采用各种数字滤波。控制过程是：温度和振动以通过PCI-1710采集卡以数字信号的形式被采进主控计算机后，在主控计算机的Labview环境中，与设定的标准值比较后求出误差和误差的变化，通过查询事先做好的模糊控制表，得到一个模糊控制的输出量，再通过PCI–1710的一个数字输出口，控制步进电机，继而控制喷嘴的开口大小，或者是改变主轴转速和进給参数。总结：本系统采用PCI-1710多功能数据采集卡以及相关的PCL-10168-1ESC

5、SI-68数据线和PCLD-8710-AE端子板，它的多功能性，稳定性能不但满足现在课题的要求，而且还可以进行以后的扩展。其价格相对其它品牌较低。相配套的软件相当丰富。在实际的运行中取得了很好效果。