【正文】 rsity of Technology hanzhong 723003， shaanxi） Tutor:Huang Chong Li 【 Summary 】 The article at a high speed gives or gets an electric shock the principal axis supervision39。經(jīng)采集系統(tǒng)分析后，可通過指示燈為缺乏主軸、軸承知識的一線工人提供判斷信息。第 1 頁 共 30 頁 電主軸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 【 摘要 】 文章以高速電主軸監(jiān)控系統(tǒng)為研究對象，分析了機床電主軸需要檢測的幾個主要參數(shù)、系統(tǒng)主要硬件構(gòu)成和上位機監(jiān)控軟件 labviw 的主要功能。通過電主軸專用實驗平臺采集分析機床主軸的振動信號、電機 軸承溫度、軸向位移及相關(guān)狀態(tài)參數(shù)。該系統(tǒng)能夠及時識別機床主軸的狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)故障的早期癥狀，從而可以及時消除故障隱患，避免破壞性事故的發(fā)生，為專業(yè)人員在機 床主軸的優(yōu)化設(shè)計、檢修方面提供了堅實的技術(shù)基礎(chǔ)。s system as research object and analyzed a tool machine electricity principal axis a few main parameters, system that need to be examined main hardware the posing and place of honor machine supervise and control the main function of software conduct electricity principal axis appropriation the experiment platform collect the vibration signal of analyzing the tool machine principal axis and turn soon, electrical engineering and front and back the bearings temperature, stalk move to and related status collecting system analysis, can pass indicator for lack the frontline worker of principal axis, bearings knowledge to provide judgment system can identify the status of tool machine principal axis and discover the earlier period symptom of breakdown in time, can get rid of to break down in time thus concealed suffer from, avoid a destructiveness of the occurrence of the trouble, for the professional personnel is in the tool machine principal axis of excellent turn to design, the check fixed aspect to provide solid technique foundation. 【 Keyword 】 Labview software。Online supervision。The stalk moves toward 第 3 頁 共 30 頁 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 第 4 頁 共 30 頁 作者簽名： 日 期： 第 5 頁 共 30 頁 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。由于主軸單元中 , 轉(zhuǎn)子、殼體、軸承密封等部分的機構(gòu)及加工和安裝方面的缺陷 , 機床運行時引起振動 , 過大的振動又往往是機器破壞的主要原因 ,為了保持機床良好的技術(shù)狀態(tài)和維修方面的便捷 ,需要對其重要參數(shù)進(jìn)行全面的監(jiān)測與研究 。 第 9 頁 共 30 頁 設(shè)計目的 了解電主軸在數(shù)控機床發(fā)展中的重要作用，了解其基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 由圖 可知 系統(tǒng)采用傳感器為數(shù)據(jù)采集元件，經(jīng)過信號調(diào)理系統(tǒng)的處理，再通過 采集卡 A/D 轉(zhuǎn)換卡將模擬 信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，送入計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、分析和處理 被測對象A c c e s s數(shù) 據(jù) 庫傳 感 器 1傳 感 器 2信 號 調(diào)理 模 塊數(shù) 據(jù)采 集 卡N I 6 2 2 1計算機遠(yuǎn) 程 查 詢 P C 機S Q L 圖 硬件組成原理 第 10 頁 共 30 頁 第二章 系統(tǒng)硬件部分設(shè)計 電主軸部分設(shè)計 電主軸選擇 數(shù)控機床已經(jīng)在我國廣泛應(yīng) 用 且越來越多的發(fā)揮著重要作用 ， 這次設(shè)計選擇了 德國GMN 公司用于加工中心和銑床的電主軸 主軸型號 套筒直徑 /mm 最高轉(zhuǎn)速/(r/min) 輸出功率 /KW 基速 /（ r/min） 基速轉(zhuǎn)矩 /N I/O 接口設(shè)備主要執(zhí)行第 12 頁 共 30 頁 信號的輸入采集、放大與模 /數(shù)或數(shù) /模轉(zhuǎn)換的任務(wù)。因此， I/O 接口設(shè)備的驅(qū)動是虛擬儀器系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。其基本規(guī)格如下： ? 16 路模擬輸入、 16 位分辨率 ? 250kS/s 采樣速率 ? 2 路 16 位模擬輸出，更新速率 833kS/s ? 24 路數(shù)字 I/O(8 路高速可達(dá) 1M) ? 2 個 32 位 80MHz 計數(shù)器 /定時器 ? AI、 AO 通道可承受的最大電壓正負(fù) 10 伏 NI PCI6221 是一 款低價位多功能 M 系列數(shù)據(jù)采集 (DAQ)板卡，經(jīng)優(yōu)化適用于需要控制成本的應(yīng)用。 第 13 頁 共 30 頁 信號調(diào)理模塊 概述 信號調(diào)理是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中最重要也是最易被忽視的一部分。比如說，熱電偶產(chǎn)生的是低電壓信號，它還需要進(jìn)一步的放大、過濾、以及線性化等處理。它是一個 電阻信號、 適配模塊 。 圖 2B31 結(jié)構(gòu)原理圖 第 14 頁 共 30 頁 該模塊 由四個部 分組 成： 高性能 的儀器放大器、 緩沖器、 貝塞爾三極點低通濾渡器 、 一個可調(diào)激勵源 。 信號調(diào)理模塊的功能 從傳感器得到的信號大多要經(jīng)過調(diào)理才能進(jìn)入數(shù)據(jù)采集設(shè)備，信號調(diào)理功能包括放大、隔離、濾波、激勵、線性化等。信號調(diào)理的通用功能如下： 1) 放大 微弱信號都要進(jìn)行放大以提高分辨率和降低噪聲，使調(diào)理后信號的電壓范圍和 A/D 的電壓范圍相匹配。 2) 隔離 隔離是指使用變壓器、光或電容耦合等方法在被測系統(tǒng)和測試系統(tǒng)之間傳遞信號，避免直接的電連接。如果數(shù)據(jù)采集卡的地與信號地之間有電位差，而又不進(jìn)行隔離，那么就有可能形成接地回路，引起誤差。大多數(shù)信號調(diào)理模第 15 頁 共 30 頁 塊有低通濾波器，用來濾除噪聲。另外，某些高性能的數(shù)據(jù)采集卡自身帶有抗混疊濾波器。很多信號調(diào)理模塊都提供電流源和電壓源以便給傳感器提供激勵。目前，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也可以利用軟件來解決這一問題。大多數(shù)數(shù)字信號調(diào)理模塊還提供其他一些電路模塊，使得用戶可以通過數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)字 I/O 比直接控制電磁閥、電燈、電動機等外部設(shè)備。 第 16 頁 共 30 頁 技術(shù)指標(biāo)： 安裝方式：螺紋安裝 傳感器類型： PT100 不銹鋼材質(zhì)： sus321 螺紋規(guī)格： M10 螺紋長度： 10mm 引線結(jié)構(gòu)：三線制 /特氟龍類型 /有線纜護(hù)套 /有屏蔽層 引線長度： 1000mm 精度： A 級 溫度范圍： 50～ 200℃ 振動和位移傳感器部分設(shè)計 振動形式是顯示在示波器上的原始振動波形，是分析振動數(shù)據(jù)非常重要的方法。 軸向位移測量的主要目的是為了確