基于動(dòng)應(yīng)力判據(jù)的振動(dòng)時(shí)效效果評(píng)估分析系統(tǒng).pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)在振動(dòng)時(shí)效的研究和應(yīng)用方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，其技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果日益明顯，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大。但由于振動(dòng)時(shí)效效果評(píng)估困難，尚缺乏方便、快捷、定量的評(píng)估方法，這在一定程度上制約了時(shí)效技術(shù)的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。本課題基于多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和研究成果，立足于工件振動(dòng)動(dòng)應(yīng)力和時(shí)效工藝效果之間關(guān)系的探索，從動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)將時(shí)效效果的評(píng)估與振動(dòng)工藝過(guò)程結(jié)合起來(lái)，這不僅回避了傳統(tǒng)振動(dòng)時(shí)效效果評(píng)估手段中工件殘余應(yīng)力現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量困難的問(wèn)題而且易于實(shí)現(xiàn)整個(gè)時(shí)效過(guò)程的

2、自動(dòng)控制。本文主要介紹了評(píng)估分析系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)、硬件結(jié)構(gòu)和基于LabVIEW編程環(huán)境下的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。同時(shí)，本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)評(píng)試驗(yàn)并與傳統(tǒng)的評(píng)估手段進(jìn)行比較以完成目標(biāo)系統(tǒng)的可靠性鑒定。 評(píng)估系統(tǒng)是基于振動(dòng)時(shí)效效果和工件振動(dòng)動(dòng)應(yīng)力之間存在的某種近似的函數(shù)關(guān)系（動(dòng)應(yīng)力判據(jù)）為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)振動(dòng)過(guò)程中工件的動(dòng)應(yīng)力和加速度的測(cè)量分析來(lái)達(dá)到時(shí)效工藝效果的實(shí)時(shí)評(píng)估的目的。雖然，目前就振動(dòng)時(shí)效效果和振動(dòng)動(dòng)應(yīng)力之間的函數(shù)關(guān)系仍然缺乏嚴(yán)格的理論證明，

3、但近十年的推廣應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明當(dāng)評(píng)估精度要求不太高（≤90％）的場(chǎng)合下，動(dòng)應(yīng)力判據(jù)完全可以作為振動(dòng)時(shí)效工藝效果的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。本文系統(tǒng)以工控機(jī)和PCL—818數(shù)據(jù)采集卡為核心，除了實(shí)現(xiàn)對(duì)低弱信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的傳感電路（動(dòng)應(yīng)力傳感器和加速度傳感器）和高增益（G≈1000）精密放大電路的設(shè)計(jì)外，鑒于測(cè)評(píng)現(xiàn)場(chǎng)多為大功率機(jī)器，電網(wǎng)電壓起伏較大，系統(tǒng)完成了精密穩(wěn)定的電源電路（±5V，±2．5V）設(shè)計(jì)：鑒于工作空間電磁干擾大、噪音高，系統(tǒng)除了實(shí)現(xiàn)4階Butte

4、rworth模擬濾波功能外，還通過(guò)軟件進(jìn)行10階數(shù)字濾波設(shè)計(jì)，以提高系統(tǒng)的信噪比，分離有用信號(hào)。同時(shí)，本文也利用Protel等EDA工具進(jìn)行系統(tǒng)硬件的仿真分析。系統(tǒng)利用PCL—818卡實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換和硬件與工控機(jī)的數(shù)據(jù)通訊。PCL—818卡最大DMA采樣速率可達(dá)40Khz，12bits的分辨率完全符合實(shí)際工業(yè)應(yīng)用要求。系統(tǒng)軟件基于LabVIEW開(kāi)發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)，其分層模塊化的編程特點(diǎn)可方便地實(shí)現(xiàn)采樣通道選擇和參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處

5、理和良好的用戶(hù)界面顯示。同時(shí)，為了工藝結(jié)束后的數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)，軟件也實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能。 本文系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程是結(jié)合實(shí)際工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行的。雖然，動(dòng)應(yīng)力判據(jù)可能因?yàn)椴牧显紤?yīng)力水平、加工工藝等的不同而有所差異，但考慮到工業(yè)的大量生產(chǎn)，完全可以通過(guò)抽樣進(jìn)行判據(jù)的修正，因而對(duì)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)有很強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。鑒于該系統(tǒng)目前并未實(shí)現(xiàn)與振動(dòng)部分的結(jié)合，因而尚不能實(shí)現(xiàn)整個(gè)振動(dòng)工藝過(guò)程的自動(dòng)控制。但從動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)進(jìn)行振動(dòng)工藝的評(píng)估分析為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)