机床振动信号数据采集系统设计

为降低机床振动信号采集的成本,以低功耗ATmega16单片机为核心搭建了一套信号采集系统.采用AD7655模数转换器和单片机采集ICP加速度传感器的信号,通过RS232串口通讯将信号传递给计算机,并在LabVIEW平台下对采集的数据进行显示和处理.利用该信号采集系统,实现了在LabVIEW环境下,通过单片机采集机床低频振动信号.     

超精密磨床多信号监测系统的设计与实现

针对反映磨床运行状态的各种特征信号,以NI-PXI高性能测试平台为硬件核心,在LabVIEW编程环境中进行软件开发,完成了一套对磨床重要部件的振动、温度、声发射信号进行实时采集、存储、分析的监测系统。阐述了监测系统的功能和整体结构,以及系统的具体实现方法。系统利用硬件端不同模块实现不同信号的准确采集,在软件设计中加入数据的存储和分析。同时,基于监测系统中数据结构复杂、种类繁多和数据庞大,将数据库技术运用于系统软件中,从而实现对监测系统中数据的有效管理。对监测软件进行测试,验证了软件相关功能的可行性。     

基于MATLAB-GUI的信号采集与分析系统设计

在测控以及故障诊断等诸多场合,需要根据不同的需求对信号采取不同的时频处理方法,现有的系统信号处理方法比较单一,难以满足不同场合的需求。从时频信号处理方法集成的角度出发,介绍了以MATLAB的图形用户界面(GUI)开发环境为基础的信号采集和处理系统的整体设计方案。进而阐述了从信号采集与生成、分析处理以及数据管理3个方面实现该系统的方法。实验结果表明:该信号采集与处理系统使用方便、稳定性好、具有高精确性。该系统提供良好的交互性和扩展性,能够用于实际信号分析与仿真实验。     

基于TMS320F2812振动信号采集系统的设计与开发

文章对机械振动信号采集的方法进行了研究,提出了一种基于TMS320F2812振动信号采集系统的设计与开发方案.该系统是一种快速、实时性高、稳定高效的振动信号采集系统.它采用DSP芯片TMS320F2812实现对振动信号实时采集处理,文章主要包括该系统的组成与结构、振动信号调理电路的设计、控制参数的设置和实现A/D采样的程序流程等,通过串口将数据传到上位机,由上位机用MATLAB对数据进行处理分析.最后通过实例表明了该系统是成功可行的.     

基于MTConnect的机床远程多功能监控系统

针对制造车间中不同类型的设备具有不同的通信协议和接口所造成的车间通信标准不统一的问题,基于MTConnect协议为不同设备的互联互通提供了统一的通信接口,并应用于对设备的联网监控。对数控机床无线监控技术与MTConnect协议进行了研究,在分析了如何基于MTConnect协议进行设备描述、数据采集、联网监控的基础上,构建了一种基于MTConnect协议的机床远程多功能监控系统,对数控机床的CNC系统、机床能耗和机床颤振等进行监测。监控系统采用C/S架构,服务端采用C#语言实现并嵌入开放式数控系统,客户端采用Java开发了移动端的安卓应用程序,可以在便携式的移动端(手机或平板)上查看机床的实时监控数据。通过实际加工对该监控系统进行了试验测试,结果表明,该监控系统能够实时获取机床的监控数据,可以在便携式的移动端上对机床的运行状况进行有效的监控。     

可扩展多源数控机床采集系统研究

数控机床测试中需要采集大量多类型传感器信号,普通采集系统不具备扩展功能从而限制了其在机床测试中的适用范围,传统采集系统往往只能采集某一类型传感器信号,导致面对大量信号采集时采样设备数量过多相互之间兼容性不足。针对上述问题设计了一种基于DSP与STM32的可扩展多源数控机床采集系统。该采集系统以DSP与STM32作为微控制器,其中DSP微控制器主要完成数据采集与输出功能、STM32微控制器完成数据存储与通讯功能。采集系统具备多源信号接口,能自动识别模拟量信号类型,可以同时采集多类型传感器信号,包括温度、振动、电压、电流、压力、位移等传感器信号;并且具备扩展功能,通过插拔式扩展模块增加多路模拟量输入接口,从而适应不同机床测试的采样要求。通过测试实验验证了采集系统的可行性。     

脉冲VPPA焊接信号采集分析系统的设计与应用

为了对脉冲VPPA焊接信号进行检测与分析,研制开发了一套脉冲VPPA焊接过程电、光信号采集分析系统,并对此系统进行了实际调试与应用,结果显示系统运行良好。光电同步显示部分完成了电信号与电弧形态的同步显示;对所采集信号进行了数字滤波,从而提高了信噪比;同时进行了对信号的频谱分析,发现加入不同频率的脉冲电流会增加相应频率的谐波量。该系统利用Labview2011编程实现,可对焊接电、光信号进行同步采集与分析,为以后的研究工作搭建了平台。     

数字控制焊接系统中的误差分析

为了提高焊接系统中的焊接质量,对采集信号的误差处理进行了详细的分析。通过分析焊接系统中电压、电流和电机速度控制可知:要实现焊接系统的智能控制,必须对控制信号焊接电压、焊接电流和电机转速进行采样并反馈控制,而这些采样信号与真实值之间都存在误差。分析了误差的来源,整个系统中误差的分析处理,以及随机干扰信号处理的几种方法。对误差信号的分析和处理方法对焊接控制系统的误差处理和干扰信号的抑制将起到一定的参考作用。     

交变磁场测量系统的设计及其微弱信号的检测方法

为了满足ACFM缺陷电磁信号分析的需要,设计和开发了一套微弱信号检测和处理系统。此系统通过传感器拾取由缺陷扰动而引起的磁场畸变信号,经过信号调理电路调理后由数据采集卡进行采集,然后应用Labview软件模块对采集的数据进行分析处理,从而得出缺陷信息。试验结果表明,该套系统对微弱信号采集具有较高的灵敏度,实现了对mV级微弱感应电压信号的提取和对噪声的抑制。     

基于虚拟仪器的数控转塔冲床在线监测系统

针对现有数控监测设备使用中存在的问题,结合信号处理技术,提出一种基于虚拟仪器构建的在线监测平台的方法。阐述了虚拟仪器的特点,在此基础上开发了一个以计算机为支撑平台的多路数据采集系统与信号分析处理、管理系统,并介绍了系统的监测原理、方法和软硬件的功能结构。该测试系统实现了信号的多路采集、动态显示、实时分析处理和基于数据库的数据存储,因此提高了数控转塔冲床的整体性能。最后,利用虚拟信号发生器产生信号源并对其进行采集与分析,验证了系统的正确性。     

基于网络的弧焊过程多目标监测系统

设计了一套针对弧焊过程的多目标监测系统,该系统由电流电压传感器、下位机采集与处理系统、交换机、PC组成,通过组网的方式实现了一对多的在线监测。下位机采集与处理系统可以实时采集和处理不同焊接工位的焊接参数,并将结果上传至PC端,PC端的可视化界面同时监测多台焊机的焊接参数分析结果,对于有可能存在焊接质量问题的数据进行保存并预警,以提示工人改善焊接参数或操作手法,保证焊接质量。     

PLC处理模拟量的方法在机床参数检测中的应用

介绍利用PLC及其专用的A／D模块,将传感器对物理量转换后的模拟电压信号采集输入到PLC中,然后进行整定变换,并将结果加以运算、显示的一般处理方法,结合机床液压系统压力参数的检测,叙述了处理的详细过程。     

基于数据驱动和本体建模的数控机床主轴故障诊断与推理

针对目前数控机床主轴系统故障诊断存在方法单一及智能化程度低的问题,提出基于数据驱动和本体建模的机床主轴故障诊断与推理方法。采用EMD对传感器采集的蕴含故障特征的原始信号进行数据处理与分析,提取原始统计特征,在此基础上,构建DBN-RF诊断模型实现深度特征自适应挖掘与故障模式识别。利用Protégé5.1工具结合领域知识构建机床主轴故障本体知识库,将DBN-RF诊断模型的故障辨识结果与本体知识库中的实例进行语义映射,实现故障知识推理,获得故障原因和故障解决策略。基于采集的不同工况下轴承故障数据验证了DBN-RF诊断模型的有效性,最高故障诊断平均准确率可达92.93%;构建实例验证了本体知识库的可重用性和推理功能;最后,设计开发了数控机床主轴健康管理服务系统,实现主轴系统状态实时感知和故障诊断与推理。     

嵌入式网络化机床监测诊断系统的研究与实现

采用基于C8051F124为核心的嵌入式单片机系统实现了数控机床的现场监测，并能实现一些常用的诊断功能，同时还给出了系统的整体设计思想和软硬件构成方式，通过集成在μC／OS-Ⅱ实时操作系统中的网络功能，还可以实现与远程监控站进行信号采集路径和信号数据的双向传输。最后，采用该系统对机床主轴振动情况进行了测试，其结果与频谱分析仪的测试结果相吻合，证明该系统有一定的应用价值。     

基于机器学习机床机械加工特征信息与加工材料关联性研究

为了开展数控机床机械加工特征信息检测与分析方面的研究,以健康状态的机床对不同工件材料进行切削加工,通过数据采集系统采集在不同切削状态下机床主轴输出的机械特征信息,利用机器学习的方法对特征信息进行分析和判断,提出一种基于机床主轴振动信号与机床主轴负载电流特征信息融合的工件材料精确识别判断模型。首先,获取机床在不同加工状态下的主轴振动信号以及主轴负载电流信号,利用变分模态分解(VMD)算法对其进行分解获得本征模态分量(IMF)并计算各个IMF的多尺度加权排列熵(MWPE)进行信息融合构建特征向量;然后使用灰狼优化(GWO)算法对传统支持向量机进行优化并对4种常见工况进行识别判断。试验结果表明:基于信息融合的特征提取与GWO-SVM相结合的方法能够利用机床加工状态输出的数据特征信息对正在加工的材料种类进行精确识别判断。     

基于间隙控制技术的数控电解加工机床能耗研究

以电解加工平面为例,通过理论和试验研究得到电解加工中加工间隙与加工电流的关系式,提出一种基于电流信号的间隙控制系统,实时获取加工过程中的运动状态。系统采集加工过程中采样电阻的电信号并输出给控制模块;将该信号与单片机程序中的设定值作比较以做出适当的处理并结合继电器发送信号给数控系统,实现对加工间隙的控制。进行2种间隙控制状态下数控电解加工平面的试验研究,结果表明：间隙控制状态下,机床能耗低、加工过程稳定可靠、表面质量好。     

基于LabVIEW的减速器振动特性分析系统研究

针对三环式内平动齿轮减速器,开发了一种基于Lab VIEW的振动信号采集及分析系统,实现振动信号的采集、处理和分析。系统采用NI数据采集卡采集振动信号,利用基于lab VIEW开发的分析软件进行分析。实验及分析结果表明,振动信号分析系统可以有效的检测出减速器的固有频率,以及各工作状态下的振动特性,为减速器的机械结构改进提供了理论依据。     

数控机床精度动态评估技术研究

加工制造业中主要利用激光干涉仪和球杆仪检测机床各项误差,在对数控机床运动模型及各项误差深入研究的基础上,提出了一种基于多传感器信息融合的精度动态评估技术。将传感器安装于机床关键部位,采集其振动、电流信号并进行数据处理,提取与精度变化相关的特征,建立信号与精度间的映射模型,通过对机床各关键部位的信号监测,可以实现机床精度的动态评估。实验结果表明,机床精度变化与信号特征有明显的对应关系,具有研究价值。     

基于VC++的无线传感器振动信号采集与处理系统开发

针对目前众多的基于无线传感技术的信号采集系统中缺少专门用于振动信号的采集与处理软件以及基于有线传感器的振动信号监测系统存在的问题,以Visual C++为开发平台,采用面向对象的思想,基于无线传感器网络技术开发了无线传感器振动信号采集与处理系统。该系统集成了振动信号的采集和常用的振动信号处理功能,使得研究人员能够更加方便地进行实验数据的采集以及实时处理。系统开发完成后,在反共振试验台上对该系统进行了测试。测试结果表明:该系统操作简单直观,可以方便地进行信号采集与处理、无线节点参数设置及状态监测等操作。     

微细电火花放电参数的高速采集

放电参数的实时快速采集是实现微细电火花放电状态准确辨识与控制的必要前提,由于微细电火花放电频率高,波形畸变严重,需对放电信号进行极速采集以获得完整的放电信息,还要进行数据同步分析以实现对放电状态的实时辨识.以高速数据采集卡和工控机为硬件基础,构建了微细电火花放电参数的高速数据采集与处理系统.采用VC 6.0编写实时采集程序,研究了分区式数据循环处理技术,解决了放电信号同步采集和处理的技术难题.试验表明该系统具有良好的实时性和准确性,能为信号辨识提供数据,为实现可靠的微细电火花加工控制提供了保证.