為了適應(yīng)多品種、小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)模式,越來越多的制造企業(yè)開始在生產(chǎn)過程中使用數(shù)控機床和加工中心,這些設(shè)備在加工中需要多把刀具切削工件,換刀頻繁,給刀具管理工作帶來了諸多挑戰(zhàn)。一方面,在刀具管理領(lǐng)域目前常用的二維碼和RFID電子標(biāo)簽普遍存在一些缺點,比如會受到加工現(xiàn)場金屬切屑的影響;另一方面,使用振動信號對刀具切削狀態(tài)進行監(jiān)測的傳統(tǒng)方式在切削過程中傳感器和刀具的距離會發(fā)生變化,這會影響振動信號的采集。針對上述兩方面的問題,本文開發(fā)了一種智能刀柄系統(tǒng),該系統(tǒng)將信號采集模塊和信息存儲模塊集成到刀柄上,利用無線方式進行數(shù)據(jù)傳輸,以便于刀具的動態(tài)和靜態(tài)管理。論文的主要工作如下:（1）針對刀具狀態(tài)監(jiān)測和刀具信息存儲的需求,對智能刀柄系統(tǒng)進行了總體設(shè)計,將整個系統(tǒng)分為上位機信息交互單元和下位機信息采集單元。（2）根據(jù)智能刀柄系統(tǒng)的總體設(shè)計目標(biāo),搭建了下位機信息采集單元的硬件平臺,根據(jù)系統(tǒng)要求選擇了合適的電子元器件,設(shè)計了相應(yīng)的電路,并制作了硬件載體。（3）開發(fā)了智能刀柄系統(tǒng)的軟件,包括在Keil uVision5.0平臺上開發(fā)了信號采集、信息存儲、無線信號傳輸和USB信號傳輸四個模塊,在LabVIE... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

tefánia等人的試驗傳感器安裝位置

圖 1.2 Song 等人的切削振動測量裝置示意圖[31]2]等人開發(fā)了一種基于微控制器的低成本振動信號監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)將布置在機床工作臺上，采集的銑削加工振動信號通過信號調(diào)理電路和微到上位機軟件進行后續(xù)處理分析。傳感器安裝位置如圖 1.3（a）所示， 1.3（b）所示。這種將加速度傳感器布置在工作臺上的測量方式同樣存域的距離隨刀具的移動而改變的問題。a）傳感器安裝位置 （b）振動測量裝置示意圖圖 1.3 Zhang 等人的切削振動監(jiān)測系統(tǒng)[32]等人使用硬質(zhì)合金刀片鏜削不銹鋼工件時，研究了刀具磨損、工件加工之間的關(guān)系。試驗中振動監(jiān)測系統(tǒng)由多普勒激光測振儀、信號放大器和

用于刀具管理的智能刀柄系統(tǒng)研究感器與切削區(qū)域之間的距離在不斷變化，會對振動信號的采集造成影響。圖 1.2 Song 等人的切削振動測量裝置示意圖[31]Zhang[32]等人開發(fā)了一種基于微控制器的低成本振動信號監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)將一枚三度傳感器布置在機床工作臺上，采集的銑削加工振動信號通過信號調(diào)理電路和微控制器 USB 傳輸?shù)缴衔粰C軟件進行后續(xù)處理分析。傳感器安裝位置如圖 1.3（a）所示，振動測裝置如圖 1.3（b）所示。這種將加速度傳感器布置在工作臺上的測量方式同樣存在信號和切削區(qū)域的距離隨刀具的移動而改變的問題。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]數(shù)控機床智能化的主要技術(shù)特征[J]. 陳炯.  機床與液壓. 2016(20)
[2]整體硬質(zhì)合金刀具二維碼的直接激光標(biāo)刻與檢驗[J]. 杜文平,李亮,趙威.  航空制造技術(shù). 2016(17)
[3]刀具全生命周期智能管理系統(tǒng)開發(fā)[J]. 劉豐文,董惠敏,錢峰.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2015(11)
[4]嵌入式測溫工具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及模態(tài)分析[J]. 李廣慧,尹凝霞,徐紅,譚光宇.  中國機械工程. 2015(21)
[5]基于RFID和Agent的刀具管理方法研究[J]. 何龍,鄢萍,陳青山.  機械. 2014(01)
[6]微機械加速度計的研究現(xiàn)狀綜述[J]. 張霞.  功能材料與器件學(xué)報. 2013(06)
[7]傳感器載體刀柄的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 況鵬飛,王凡,李新勇,田苗苗.  新技術(shù)新工藝. 2013(02)
[8]數(shù)控刀具管理與應(yīng)用[J]. 李軍峰.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2013(02)
[9]ARM嵌入式系統(tǒng)綜述[J]. 施樂平,楊征宇,馬憲民,湯元會.  中國測試. 2012(S1)
[10]基于振動信號的刀具狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)研究[J]. 王細(xì)洋,龍亮,郭敏.  南昌航空大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(03)

博士論文
[1]銑削加工振動主動控制[D]. 江浩.上海交通大學(xué) 2009
[2]面向全壽命周期管理的刀具直接標(biāo)識與信息追蹤技術(shù)研究[D]. 王蘇安.西北工業(yè)大學(xué) 2007

碩士論文
[1]刀具信息標(biāo)識與刀具管理技術(shù)研究[D]. 杜文平.南京航空航天大學(xué) 2016
[2]面向銑削過程的無線測振刀柄的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉海軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]薄膜熱電偶切削溫度自感知刀具及其無線測試系統(tǒng)研究[D]. 郭立明.大連交通大學(xué) 2015
[4]基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)在切削過程中數(shù)據(jù)采集和信息處理的研究[D]. 高斌.大連交通大學(xué) 2014
[5]基于多傳感器信息融合的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 袁子皓.河南科技大學(xué) 2014
[6]經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解在切削顫振分析與監(jiān)測中的應(yīng)用研究[D]. 程瑤.華中科技大學(xué) 2013
[7]刀柄系統(tǒng)智能化技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 陳建立.南京航空航天大學(xué) 2012
[8]基于振動信號的PCB微鉆刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測研究[D]. 任振華.上海交通大學(xué) 2012
[9]基于Data Matrix二維條碼技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化刀具管理研究[D]. 趙軍.西安工業(yè)大學(xué) 2011
[10]銑削加工過程的振動監(jiān)測與分析[D]. 徐張彥.南京航空航天大學(xué) 2009



本文編號：3328820