【正文】 機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院 機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)09級(jí) 陳娟 2013年6月1日 參考文獻(xiàn)1 李志忠, [M]，北京：清華大學(xué)出版社，1998:3638,4647.2 王琳，商周，[J].電測(cè)與儀表，2008,41（464）：37.3金問(wèn)林，李更生，張幼禎，計(jì)算機(jī)輔助切削數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，航空學(xué)報(bào)，1986，9(6):309312.4 王福明，于明霞，劉吉主編. ：西安電子科技大學(xué)出版社，太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文，2010：356 鄭耀添，[J],中國(guó)科技信息，2006年第2期.7 陳錫輝，[M]，清華大學(xué)出版社，.8 ，南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2008：2430.，中北大學(xué)，2012:4047.10肖成勇，雷振山，北京：中國(guó)鐵道出版社，11 豈興明，田京京，：電子工業(yè)出版社，.12 孫寶元等，切削力測(cè)試系統(tǒng)研究，機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2002(38):151154.13伊淑梅，基于LabVIEW的切削力測(cè)量虛擬儀器設(shè)計(jì)，華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文，2004:15.14康文利，伊淑梅，盧永霞，基于LabVIEW的切削力數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)，儀表技術(shù)，2004(2):1314.15 ，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988，38107，169～218.16 趙芝眉，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986，17～35.17 楊樂(lè)平，李海濤，北京：電子工業(yè)出版社，2002，100～150.18 [D].:中北大學(xué),2009.[D].:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,2008.20 樊京,王金菊,[J].:89～102.21王劍，張利國(guó)，鄭福杰，劉獻(xiàn)禮，基于LabVIEW平臺(tái)切削信號(hào)采集與處理系統(tǒng)，哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003(8):3137.22戴學(xué)斐，于啟勛，切削加工過(guò)程的可靠監(jiān)測(cè)，制造與材料，2002(5):3355.。四年來(lái)，華僑大學(xué)機(jī)電及自動(dòng)化學(xué)院給了我從事機(jī)械行業(yè)學(xué)習(xí)鍛煉的機(jī)會(huì)，讓我能夠順利完成工學(xué)本科學(xué)位的學(xué)習(xí)，在此對(duì)曾經(jīng)教導(dǎo)和幫助過(guò)我的各位老師表示衷心的感謝！此外，作者還要感謝相關(guān)同學(xué)，感謝他們?cè)谡麄€(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程協(xié)助作者，使作者的設(shè)計(jì)得以順利完成。致 謝本畢業(yè)論文是在指導(dǎo)老師沈劍云（研究員）、盧龍遠(yuǎn)（碩士研究生）的悉心指導(dǎo)下完成的。 測(cè)試過(guò)程中采集到的一些不良數(shù)據(jù)的處理功能有待完善。由于時(shí)間倉(cāng)促及本人水平有限，本研究還有很多地方需要進(jìn)一步的完善與解決。2：在銑削實(shí)驗(yàn)中，分析了不同切削參數(shù)對(duì)切削力的影響，驗(yàn)證了力信號(hào)的準(zhǔn)確性和對(duì)不同頻率的采集情況，表明了該系統(tǒng)具有較高的可靠性3：在切割實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)在無(wú)超聲和有超聲的條件下，對(duì)力信號(hào)的采集，從而驗(yàn)證本系統(tǒng)對(duì)小力的測(cè)量，表明了該系統(tǒng)具有較高的實(shí)用性。研究結(jié)果總結(jié)如下：1：基于虛擬儀器的軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了切削加工數(shù)據(jù)采集與分析的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了三通道數(shù)據(jù)同時(shí)采集，大大提高了切削過(guò)程信號(hào)測(cè)試效率，減少了人力和物力的支出。 第四章 總結(jié)和展望虛擬儀器技術(shù)是目前計(jì)算機(jī)測(cè)試的前沿技術(shù)，將虛擬儀器技術(shù)應(yīng)用于工程實(shí)際是目前研究的熱門(mén)。由此可得出本系統(tǒng)能夠得到準(zhǔn)確的力信號(hào)，更能測(cè)得比較小的力。為了驗(yàn)證小力可以測(cè)量，本實(shí)驗(yàn)采用金屬結(jié)合劑金剛石鋸片在有超聲和無(wú)超聲時(shí)切割陶瓷。當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速不變，切深由50增大到200時(shí)。，當(dāng)切深不變時(shí)主軸轉(zhuǎn)速由4000增大到20000時(shí)。 原始采集信號(hào) （主軸轉(zhuǎn)速4000r/分，切深100um） 主軸轉(zhuǎn)速（r/min)切深（um)進(jìn)給速度（mm/min)（N）（N）（N） 4000 100 500 8000 12000 16000 20000 主軸轉(zhuǎn)速（r/min)切深（um)進(jìn)給速度（mm/min)（N）（N）（N） 8000 50 500 100 150 200 力隨主軸轉(zhuǎn)速變化曲線圖，噪音等干擾信號(hào)，這樣很難看出我們所需要的信息，本系統(tǒng)對(duì)接收端的信號(hào)進(jìn)行濾波處理（），有效提高信號(hào)的信噪比，從而得到我們所需要的信息，這樣才能對(duì)信號(hào)進(jìn)一步處理。 測(cè)力儀 放大儀銑削力測(cè)量的過(guò)程為：作用工具上的切削力通過(guò)壓電式三向測(cè)力儀后轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)，然后經(jīng)電荷放大儀進(jìn)行放大，最后通過(guò)調(diào)理模塊濾波、隔離和多路轉(zhuǎn)換之后輸入主機(jī)中的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，計(jì)算機(jī)再對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理并分析結(jié)果進(jìn)行判斷。 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（，）。第二部分：在主軸轉(zhuǎn)速相同時(shí)，不同的切深對(duì)切削力的影響。這部分的程序是采用游標(biāo)列表屬性節(jié)點(diǎn)和索引數(shù)組來(lái)確定兩個(gè)游標(biāo)的X位置，再將兩X位置相減得到我們所需要的范圍，再由數(shù)組子集來(lái)確定該范圍的Y的值，最后接入我們所要的數(shù)學(xué)函數(shù)。這些函數(shù)不僅使用方便，而且避免了在數(shù)學(xué)算法上花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，是用戶進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的必要工具。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。選擇濾波器時(shí)需要考慮應(yīng)用的需求，例如是否要求線性相頻響應(yīng)，是否允許紋波存在，是否需要窄過(guò)度帶，但實(shí)際應(yīng)用中通常需要多次實(shí)驗(yàn)才能確定最合適的濾波器。（5） Bessel具有最為平坦的幅度和相位響應(yīng)。（3） Inverse Chebyshav也稱(chēng)ChebyshevII型濾波器，與Chebyshev類(lèi)似，不同的是ChebyshevII型濾波器將誤差分散到阻帶中，而且擁有最平穩(wěn)的通帶。（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提供的IIR濾波器類(lèi)型有Butterworth 、Chebyshaev、Inverse Chebyshave、Elliptic和Besel。IIR濾波器的缺點(diǎn)是響應(yīng)非線性。對(duì)于IIR濾波器，沖激響應(yīng)會(huì)無(wú)線持續(xù)（理論上），輸出取決于當(dāng)前及過(guò)去的輸入信號(hào)值和過(guò)去的輸出值。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。（4） 便于根據(jù)不同傳感器的輸出特點(diǎn)及環(huán)境狀況改變?yōu)V波參數(shù)，選擇不同的濾波方法。（2） 穩(wěn)定性高，可預(yù)測(cè)。所謂數(shù)字濾波是指通過(guò)一段計(jì)算機(jī)程序?qū)Σ蓸有盘?hào)進(jìn)行平滑加工，提高其有用信號(hào)的比重，消除或減少干擾噪聲。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。 數(shù)據(jù)讀取2 信號(hào)濾波及濾波器