【正文】 程信號(hào)測(cè)試效率，減少了人力和物力的支出。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速不變，切深由50增大到200時(shí)。 切深不變的實(shí)驗(yàn)參數(shù)主軸轉(zhuǎn)速（r/分）40008000120001600020000進(jìn)給速度（mm/分） 500切深（um) 100采集頻率（） 20k 50k 主軸轉(zhuǎn)速（r/分） 8000進(jìn)給速度（mm/分） 500切深（um) 50 100150200采集頻率（） 20k 主軸轉(zhuǎn)速（r/分） 3000進(jìn)給速度（mm/分） 900切深（um) 9 采集頻率（） 10k 銑削試驗(yàn)選取硬鋁合金 ，使用的設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室的哈斯數(shù)控加工中心(），采用通用立銑刀，直徑為4mm， 哈斯數(shù)控加工中心 測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 測(cè)試系統(tǒng)采用壓電三向測(cè)力儀，它的剛度好、靈敏度高、固有頻率高、線性好、頻率響應(yīng)寬、穩(wěn)定性好，可測(cè)出任意方向的3個(gè)相互正交的3個(gè)分量（，）。3 信號(hào)分析Labview作為一種圖形化編程語(yǔ)言，其功能已經(jīng)相當(dāng)強(qiáng)大了，但是如果要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，只是單純地運(yùn)用一些基本運(yùn)算符和程序結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，則會(huì)造成復(fù)雜繁瑣的連線。（1） Butterworth在所有頻率上提供平滑的響應(yīng)，但過(guò)渡帶下降較為緩慢，陡峭程度同階數(shù)成正比。Labview中濾波器模塊所處位置和波形產(chǎn)生模塊所處位置 一致，即信號(hào)處理模塊濾波器 濾波器模塊如圖所示根據(jù)沖激響應(yīng)，可將濾波器分為有限沖激響應(yīng)（FIR）和無(wú)線沖激響應(yīng)（IIR)濾波器。當(dāng)然，信號(hào)通過(guò)任意一個(gè)中間環(huán)節(jié)時(shí)，由于每一個(gè)環(huán)節(jié)都有自己的傳遞特性，因而都會(huì)使信號(hào)發(fā)生某些變化，剔除、衰減某些部分，保留、放大某些部分。4） TDMS文件TDMS格式就是把數(shù)據(jù)以特殊的方式進(jìn)行處理，得出二進(jìn)制形式進(jìn)行操作，主要用于對(duì)波形文件的運(yùn)行。電子表格只能寫(xiě)入，不能讀取。第一種圖形和第二種圖表顯示多一點(diǎn)，它們用于顯示采樣率恒定的數(shù)據(jù)。但是當(dāng)采樣速率太高時(shí)，相應(yīng)的要影響其它的處理環(huán)節(jié)，同時(shí)也增加了系統(tǒng)的成本如數(shù)據(jù)分析、存儲(chǔ)速度等。不便于后續(xù)的存儲(chǔ)和分析；而但過(guò)小時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致切削力中的有效成分的丟失。4數(shù)據(jù)采集由于本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集卡使用的是NI公司的數(shù)據(jù)采集卡，在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計(jì)時(shí)，由于在Labview里提供了大量的DAQ函數(shù)，這就大大簡(jiǎn)化了程序設(shè)計(jì)的難度。采樣率過(guò)低的結(jié)果是還原的信號(hào)的頻率看上去與原始信號(hào)不同。時(shí)間間隔被稱(chēng)為采樣間隔或者采樣周期，它的倒數(shù)被稱(chēng)為采樣頻率，單位是采樣數(shù)/秒。該計(jì)算機(jī)可以使帶有PCMCIA插槽的超級(jí)計(jì)算機(jī)、桌面機(jī)或筆記本電腦。數(shù)據(jù)分析模式主要是對(duì)采下來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，包括數(shù)據(jù)讀取，數(shù)據(jù)顯示，濾波器、求平均值等。我們從以下三點(diǎn)對(duì)平臺(tái)進(jìn)行要求：1 穩(wěn)定性穩(wěn)定性是系統(tǒng)應(yīng)用軟件最基礎(chǔ)，但也是最為重要的要求。LabVIEW具有一系列無(wú)與倫比的優(yōu)點(diǎn)：首先，LabVIEW作為圖形化語(yǔ)言編程，采用流程圖式的編程，運(yùn)用的設(shè)備圖標(biāo)與科學(xué)家、工程師們習(xí)慣的大部分圖標(biāo)基本一致，這使得編程過(guò)程和思維過(guò)程非常相似；同時(shí)，LabVIEW提供了豐富的VI庫(kù)和儀器面板素材庫(kù)，近600種設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序(可擴(kuò)充)如GPIB設(shè)備控制、VXI總線控制、串行口設(shè)備控制、以及數(shù)據(jù)分析、顯示和存儲(chǔ)；并且LabVIEW還提供了專(zhuān)門(mén)用于程序開(kāi)發(fā)的工具箱，使得用戶能夠設(shè)置斷點(diǎn)，調(diào)試過(guò)程中可以使用數(shù)據(jù)探針和動(dòng)態(tài)執(zhí)行程序來(lái)觀察數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程，更加便于程序的調(diào)試[13]。除此以外還有HP公司的HPVEE ，HPTIG開(kāi)發(fā)平臺(tái)，美國(guó)Tektronix公司的EzTest ，TekTNS平臺(tái)軟件，這些都是國(guó)際上公認(rèn)的優(yōu)秀的虛擬儀器開(kāi)發(fā)軟件平臺(tái)[1011]。隨著軟件技術(shù)的迅速發(fā)展，軟件開(kāi)發(fā)的模塊化、復(fù)用化，和各種硬件儀器驅(qū)動(dòng)軟件的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，虛擬儀器軟件開(kāi)發(fā)將變得更加快速、方便[10]。 虛擬儀器的內(nèi)部功能的劃分對(duì)于傳統(tǒng)儀器，這三個(gè)部分幾乎均由硬件完成；對(duì)于虛擬儀器，前一部分由硬件構(gòu)成，后兩部分主要由軟件實(shí)現(xiàn)。在當(dāng)前流行的C/S/D網(wǎng)絡(luò)模式下，利用嵌入式技術(shù)（包括數(shù)據(jù)庫(kù)嵌入和網(wǎng)絡(luò)模塊的嵌入）可以充分利用有效資源，提高測(cè)試效率[7]。（3）儀器的功能是由用戶根據(jù)需要用軟件來(lái)定義，不是事先由廠家定義的。在高速度、高帶寬和專(zhuān)業(yè)測(cè)試領(lǐng)域，獨(dú)立儀器具有無(wú)可替代的優(yōu)勢(shì)。2. 分析不同的切削參數(shù)和測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)對(duì)切削力的影響第二章 切削加工測(cè)試與分析系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)虛擬儀器（Virtual Instrument ，VI）的概念是由美國(guó)國(guó)家儀器公司提出來(lái)的，虛擬儀器本質(zhì)上是虛擬現(xiàn)實(shí)一個(gè)方面的應(yīng)用結(jié)果。因此，尋找一種與常規(guī)控制系統(tǒng)程序鏈接方便、系統(tǒng)采樣跟蹤速度更快、結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的技術(shù)手段，已經(jīng)成為必然。利用組態(tài)軟件的方法的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)多信號(hào)的采集，編程靈活，用戶界面友好，功能豐富。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)與外部世界聯(lián)系的橋梁，高速度、高精度的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是獲取原始數(shù)據(jù)信息和大量動(dòng)態(tài)信號(hào)的主要途徑，使研究瞬間物理過(guò)程成為可能[3]。同時(shí)，國(guó)內(nèi)的工業(yè)組態(tài)軟硬件也有了很大進(jìn)步，北京亞控科技的組態(tài)王、北京三維力控科技的ForceControl 等一批優(yōu)秀工業(yè)組態(tài)軟件取得了廣泛的應(yīng)用，除了主要參與系統(tǒng)控制外，其數(shù)據(jù)采集水平也在不斷提高[1]。 LabVIEW 目 錄第一章 緒論 1 課題背景 1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)現(xiàn)狀 1 2 4第二章 切削加工測(cè)試與分析系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 5 5 5 6 虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)的組成 7 8——LabVIEW 8 9 9 9 10 10 10 19第三章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 24 24 25 27第四章 總結(jié)和展望 32 32 32致謝參考文獻(xiàn)第一章 緒論 課題背景切削力是金屬切削過(guò)程中的重要狀態(tài)參量。探討了虛擬儀器的概念，框架結(jié)構(gòu)，Labview開(kāi)發(fā)平臺(tái)，然后使用國(guó)家儀器公司(National Instrument)提供的軟件平臺(tái)(LabVIEW)和美國(guó)NI Pxle 6388的數(shù)據(jù)采集卡搭建了基于虛擬儀器的切削力測(cè)量系統(tǒng)，并在Labview環(huán)境下編寫(xiě)了切削加工數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的程序，該程序?qū)崿F(xiàn)了三通道切削力的采集和監(jiān)測(cè)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 畢 業(yè) 論 文 （科 學(xué) 研 究 報(bào) 告）題 目基于Labview的切削加工數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)院(系)別機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院專(zhuān) 業(yè)機(jī)械工程及其自動(dòng)化級(jí) 別2009 學(xué) 號(hào)0911115004姓 名陳娟指導(dǎo)老師沈劍云 研究員指導(dǎo)研究生盧龍遠(yuǎn) 華 僑 大 學(xué) 教 務(wù) 處 2013年6月3 摘 要 隨著切削加工向著高速、高精度、高度自動(dòng)化方向發(fā)展，對(duì)切削過(guò)程的測(cè)試技術(shù)也提出了越來(lái)越高的要求。最后，將本系統(tǒng)具體應(yīng)用在銑削加工和切割加工的試驗(yàn)中，結(jié)合圖表和顯示結(jié)果，來(lái)分析不同的切削參數(shù)和測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)對(duì)切削力的影響，同時(shí)觀察本系統(tǒng)對(duì)小力測(cè)量的情況，從而驗(yàn)證該系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，并且能夠?qū)π×M(jìn)行測(cè)量。所以本課題的研究是建立在虛擬儀器基礎(chǔ)上。在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，工業(yè)規(guī)模越來(lái)越大，工業(yè)控制系統(tǒng)信息集成程度不斷提高，人們對(duì)控制系統(tǒng)信息量的需求也越來(lái)越大，數(shù)據(jù)采集已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于分布式生產(chǎn)領(lǐng)域。另外，隨著工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)信息集成的發(fā)展，要求數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有與數(shù)據(jù)庫(kù)連接的功能。另一種是專(zhuān)門(mén)性很強(qiáng)的工業(yè)組態(tài)軟件，如北京亞控的組態(tài)王，GE Fanuc 的iFIX，SIEMENS 的Win CC 等工程組態(tài)軟件Labwindows虛擬儀器的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：只需要在該系統(tǒng)中加入多種硬件接口使其能夠接入到控制系統(tǒng)中，就可以完成對(duì)PLC 甚至是大型工藝控制器的數(shù)據(jù)采集。虛擬儀器技術(shù)強(qiáng)調(diào)利用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大資源使本來(lái)需要硬件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)軟件化，在相同的硬件模塊條件下通過(guò)調(diào)用不同軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)