高速立式加工中心防護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建*

夏 田 金 超 馬曉鋼

(陜西科技大學(xué)，陜西西安 710021)

為了檢測(cè)高速立式加工中心防護(hù)裝置在高速情況下速度與振動(dòng)是否達(dá)到要求，設(shè)計(jì)了高速立式加工中心防護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)。并用該系統(tǒng)測(cè)試了V－40立式加工中心防護(hù)裝置的速度與振動(dòng)［1－2］。

1 防護(hù)裝置試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

測(cè)試系統(tǒng)總框圖如圖1所示。由傳感器獲得防護(hù)裝置各罩片的速度與振動(dòng)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理器調(diào)理后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡將信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)由緩沖存儲(chǔ)器存入帶有分析軟件的計(jì)算機(jī)中。由分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與處理。

1.1 硬件系統(tǒng)的選型

該系統(tǒng)是對(duì)防護(hù)裝置的速度與振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試，在硬件方面需要壓電加速度傳感器、信號(hào)調(diào)理器、多通道數(shù)據(jù)采集卡、工控機(jī)與顯示器［3－4］。該系統(tǒng)采用朗斯測(cè)試技術(shù)有限公司的LC0109、LC0104T壓電加速度傳感器與電荷放大器集成，無(wú)需另配電荷放大器。信號(hào)調(diào)理器采用LC0201信號(hào)調(diào)理器。

1.2 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)

軟件部分的開(kāi)發(fā)是測(cè)試系統(tǒng)的關(guān)鍵。該系統(tǒng)軟件部分是由LabVIEW8.2來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該軟件的設(shè)計(jì)流程圖如圖2。該系統(tǒng)運(yùn)行后首先設(shè)置采樣通道、采樣頻率和采樣點(diǎn)數(shù)等參數(shù);然后通過(guò)壓電加速度傳感器，信號(hào)調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡將防護(hù)裝置的振動(dòng)與速度信號(hào)傳入計(jì)算機(jī);采集的數(shù)據(jù)可以選擇進(jìn)行離線分析或在線分析。在線分析即直接將計(jì)算機(jī)接收的信號(hào)送入數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理;離線分析即將數(shù)據(jù)保存至計(jì)算機(jī)，分析時(shí)用數(shù)據(jù)回放模塊打開(kāi)已保存的數(shù)據(jù)即可分析。數(shù)據(jù)分析模塊包括自相關(guān)性分析、FFT分析、功率譜分析、數(shù)值積分。分析結(jié)果會(huì)由顯示模塊顯示。系統(tǒng)主界面如圖3所示，采用子VI動(dòng)態(tài)調(diào)用的方法［5］，調(diào)用數(shù)據(jù)采集模塊與數(shù)據(jù)分析模塊。其程序框圖如圖4。

2 測(cè)點(diǎn)布局與測(cè)試

測(cè)點(diǎn)布局如圖5所示，命名與工作臺(tái)聯(lián)接的罩片為罩片一，沿遠(yuǎn)離工作臺(tái)方向的罩片名稱依次增大，即在罩片一、罩片二、罩片四上分別用磁力吸座放置了LC0109、LC0104T、LC0104T三個(gè)壓電加速度傳感器。其中LC0109可同時(shí)測(cè)X向與Z向2個(gè)方向加速度，LC0104T只測(cè)Z向加速度。

3 測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果如圖6所示。圖6a為采集到的罩片一X向的加速度;圖6b為罩片一Z向的加速度二次積分所得的位移圖;圖6c為罩片二Z向的加速度二次積分所得的位移圖;圖6d為罩片四Z向的加速度二次積分所得的位移圖。

4 結(jié)語(yǔ)

如圖6中 b、c、d，罩片一、罩片二、罩片四的振動(dòng)幅值最大值不大于1 mm，在允許范圍內(nèi)。通過(guò)建立高速立式加工中心防護(hù)裝置測(cè)試系統(tǒng)，可進(jìn)行對(duì)防護(hù)裝置速度與振動(dòng)的測(cè)試，保障防護(hù)裝置達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

［1］李德葆，張?jiān)獫?rùn).振動(dòng)測(cè)量與試驗(yàn)分析［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1992.

［2］張令彌.振動(dòng)測(cè)試與動(dòng)態(tài)分析［M］.北京:航空工業(yè)出版社，1992.

［3］趙永立.基于LabVIEW的車輛振動(dòng)測(cè)試分析系統(tǒng)研究［D］.天津:河北工業(yè)大學(xué)，2003.

［4］李曉玲.基于虛擬儀器的汽車制動(dòng)器振動(dòng)及噪聲測(cè)試分析儀的設(shè)計(jì)［D］.天津:河北工業(yè)大學(xué)，2007.

［5］陳錫輝，張銀鴻.LabVIEW 8.20程序設(shè)計(jì)從入門到精通［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2007.