【正文】 是以連續(xù)變化的物理形式出現(xiàn)的，例如溫度、壓力、位移、速度等。其主要特點(diǎn)可以概括為以下幾個方面：（1）元器件高度集成，智能化程度提高，運(yùn)行前需要設(shè)置的參數(shù)較少，或者集成有顯示面板及按鈕，參數(shù)設(shè)置直觀、方便，并且具有較輕的重量；采用防水防撞擊的密封外殼，能適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境；（2）數(shù)據(jù)分析功能強(qiáng)大，不僅有常用的時域分析和頻域分析，而且還可以進(jìn)行數(shù)字濾波、數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算等功能；（3）硬件具備大容量儲存器，不僅提高了從低頻到高頻頻率測量范圍，使其能適應(yīng)信號從低速到高速的各種監(jiān)測范圍需要，而且可以裝載多種采集策略配置文件，方便多種場合下快速應(yīng)用[1]。 machining 。因此，對于切削加工數(shù)據(jù)采集和分析的研制顯得由為重要。大量的研究結(jié)果表明，對于切削力的測量對金屬切削研究起事半功倍的作用。關(guān)鍵詞：虛擬儀器；切削加工；數(shù)據(jù)采集；LabVIEWABSTRACT High request was put forward for testing of cutting process along with cutting process is developing to high speed,high precision and high order to exert good performance of high automatization equipment,ensure machining quality and prove manufacture efficiency,it is more important to test for state of tool machining lot of investigation indicates that measuring the cutting force and cutting temperature rapidly and exactly can help to research the metal cutting data acquisition and processing system for cutting processing have been very important. For data acquisition in this paper the status quo, development,this paper pointed out the shortings of the traditional data acquisition paper probes into the concept of virtual instrument, frame structure, the Labview development based—puter measuring system was formed by using the software of NI.. In this system, voltage signal of single or three channels could be measured quickly and easily. And data was realized stored in database. Finally, the system applied in milling and cutting and display the results analysis of different cutting parameters and the influence of parameters on cutting force testing system, at the same time observe the system for a small force measurement, so as to verify accuracy and stability of the system to collect data, and can be on the small force measurements. By the researches of VI it was proved that this way of measuring is convenient, reliable, low cost, and effective.Keywords: Virtual instrument。隨著國外微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、測控技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，近幾年國外數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品層次全面，涵蓋了從實(shí)際電流、電壓信號的數(shù)據(jù)采集，到工業(yè)總線上的數(shù)據(jù)采集，從單體數(shù)據(jù)采集設(shè)備到基于計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，都有很成熟的產(chǎn)品及應(yīng)用。其次，在科學(xué)研究等領(lǐng)域中，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與普及，數(shù)字設(shè)備正越來越多地取代模擬設(shè)備，計(jì)算機(jī)測控技術(shù)正發(fā)揮著越來越重要的作用。兩種方式的共同點(diǎn)是都需要上位機(jī)軟件為用戶提供圖形化可視操作界面，但都存在著優(yōu)缺點(diǎn)。缺點(diǎn)：受其設(shè)計(jì)思想及理念的影響，不能夠滿足時域范圍內(nèi)的多信號同步分析，同時由于在應(yīng)用時需要深入學(xué)習(xí)其程序語言表達(dá)方式，甚至還需要用戶去編寫復(fù)雜的接口程序。本課題的主要工作內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：1. 設(shè)計(jì)切削力采集與分析系統(tǒng) a:完成三通道數(shù)據(jù)同時采集，獲得各切削力在線動態(tài)波形曲線顯示，監(jiān)測各向切削力的瞬態(tài)值。虛擬儀器的基本構(gòu)成包括計(jì)算機(jī)、虛擬儀器軟件、硬件接口模塊等，其中，硬件接口模塊可以包括插入式數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）、串并口、IEEE 488接口（GPIB）卡、VXI控制器以及其他接口卡。這樣，在每個分面板上就可以實(shí)現(xiàn)功能操作的單純化和面板布置的簡潔化，從而提高操作的正確性和便捷性。（8）虛擬儀器在高性價比的條件下，降低系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用，縮短技術(shù)更新周期。另一種方式是將儀器裝入計(jì)算機(jī)。用戶可以采用各種編程軟件來開發(fā)自己所需要的應(yīng)用軟件。除了通用程序開發(fā)語言以外，還有一些專用的虛擬儀器開發(fā)語言和軟件，其中有影響的開發(fā)軟件有：NI公司的LabVIEW，LabWindows/CVI。傳統(tǒng)的文本式編程是一種順序的設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)者必須寫出執(zhí)行的語句。如果沒有采集處理軟件，一切沒有意義，因此軟件設(shè)計(jì)部分是本課題的一個重要研究內(nèi)容。表現(xiàn)在如用戶錯誤使用軟件時，軟件能否給與糾錯；再如系統(tǒng)發(fā)生錯誤時，是否能給與用戶錯誤提示等[1314]。有時不能把被測信號直接連接到DAQ卡，而必須使用信號調(diào)理輔助電路，先將信號進(jìn)行一定處理[17]?？紤]到采集頻率、輸入精度、A/D轉(zhuǎn)換速度以及分辨率以及可擴(kuò)展性等技術(shù)指標(biāo)，本系統(tǒng)采用美國NI公司M系統(tǒng)多功能數(shù)據(jù)采集卡：NI Pxle 6388。根據(jù)采樣定理，最低采樣頻率必須是信號頻率的兩倍。理論上設(shè)置采樣頻率為被采集喜歡最高頻率成分的2倍就夠了，實(shí)際上工程中選用510倍，有時為了較好地還原波形，甚至更高一些[19]。2） 采集設(shè)置：采樣頻率的設(shè)置。 數(shù)據(jù)采集的程序框圖 ，程序首先對采集的主要參數(shù)進(jìn)行配置，包括頻率，DAQmx設(shè)備，采樣點(diǎn)數(shù)等。采集到的是電壓信號，要將電壓信號轉(zhuǎn)換為我們所需要的力的值，通過DAQ助手里的自定義換算可以實(shí)現(xiàn)。 圖 波形圖 波形圖表 XY圖 Express XY圖 數(shù)據(jù)采集前面板 5 數(shù)據(jù)存儲 Labview文件的I/O中，具體的操作格式有電子表格、文本文件、二進(jìn)制文件、TDMS格式等。3） 二進(jìn)制文件二進(jìn)制文件格式是計(jì)算機(jī)上存取速度最快，格式最為緊湊，冗余數(shù)據(jù)比較少的一種文件格式。數(shù)據(jù)分析的程序框圖如下圖所示 數(shù)據(jù)分析程序框圖1 數(shù)據(jù)讀取根據(jù)上一節(jié)設(shè)定的文件保存位置，在讀取時，首先把根據(jù)文件的保存位置先把文件打開，從而確定每個數(shù)據(jù)點(diǎn)在時間軸上的位置和數(shù)據(jù)所代表的意義。（3） 不會因溫度、濕度的影響產(chǎn)生誤差，不需要精度組件。在對線性響應(yīng)有要求的情況下，則應(yīng)當(dāng)使用FIR濾波器。在通帶中貝塞爾濾波器的相位響應(yīng)近似于線性，必須通過提高階數(shù)來減少誤差，因此應(yīng)用不太廣泛[21]。 濾波器選擇流程圖 數(shù)據(jù)分析程序框圖 數(shù)據(jù)分析前面板第三章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證本實(shí)驗(yàn)主要分析不同的切削參數(shù)對切削力的影響和驗(yàn)證系統(tǒng)對小力測量的情況，實(shí)驗(yàn)過程分三部分，第一部分：當(dāng)切深相同時，不同的主軸轉(zhuǎn)速對切削力的影響。力信號上升，處于銑削過程，當(dāng)無力信號時，則是沒有銑削工件。體現(xiàn)該系統(tǒng)有高的使用性和可靠性。 基于虛擬儀器的切削加工測試與分析系統(tǒng)軟件的建立基礎(chǔ)是對切削過程中的力進(jìn)行測試與分析，對于切削過程的其它物理量的測量，如振動信號、機(jī)床主軸功率信號等并沒有涉及，考慮到虛擬儀器具有強(qiáng)大的開放性和擴(kuò)展性，下一步可以考慮在這些方面對系統(tǒng)軟件進(jìn)