● 摘要
为提高数控机床综合加工效率,改善工件质量,本文在研究相关算法的基础上,构建了一套简单实用、面向数控切削加工生产现场的无线数据采集系统,针对数控机床切削过程产生的切削噪声、刀具工件加速度、主轴及进给轴电机电流信号研发采集系统,信号经处理后用于颤振预报、抑制,功率过载、刀具磨损监测等加工过程辅助措施。系统结合先进的信号采集技术和软件工程思想,克服了传统数据采集设备功能单一、体积庞大、布线困难、拆装繁琐等问题。除在线监测功能外,系统倡导的无线采集技术同样可以应用于“刀具-工件”系统离线动态特性测试功能,这可以简化现有设备的连线、安装问题,使其适应复杂的数控车间环境。
系统硬件部分由传感器和采集卡组成,将目标信号采入并通过无线方式传输至上位机进行监测分析,由于目标信号频段不同,噪声、加速度高频信号由工业麦克风、三向加速度计和高速数据采集卡采集,使用Wi-Fi无线传输至上位机;电流低频信号由霍尔电流传感器和自制PCB采集卡采集,使用Bluetooth无线传输至上位机。软件部分先后在LabVIEW和C#编程环境下开发,确保了系统的准确性,引入软件工程“插件”思想,分立算法、功能、数据、界面模块,增加上位机应用层软件的可移植性和可拓展性。软硬件接口使用NI-DAQmx实现,提高上位机驱动硬件设备的效率。三项采集任务集成至同一环境,构建成为数控加工过程在线监测软件:WirelessDAQ。
为适应互联网时代对工业数据采集任务的新要求,使其更为智能便捷,在完成PC端软件系统开发的基础上,将其移植至移动平台,实现更为简单快速的在线监测任务。本文选取Android作为目标平台,制定信号传输机制,设计移动平台采集界面,最终实现了移动端上位机对加工信号的间接监测。针对同一采集试验,对比PC端与移动平台的采集结果,验证了移动端软件的实时性与可靠性。
系统经实验证明具有良好的精度和可靠性,可以为加工过程在线监测提供有效的数据基础,对于切削过程颤振、刀具磨损、功率过载等不良现象的判断快速而准确。相比于传统数据采集系统,其集成化高、通用性强,且解决了有线采集任务中的诸多不便,能够为数控加工过程在线监测提供一种新的实用工具。
相关内容
相关标签