1.一種基于LabView與單片機的機床振動監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:具有數(shù)據(jù)采集單元、PC上位機程序單元以及單片機邏輯控制單元,其中:數(shù)據(jù)采集單元采集機床振動數(shù)據(jù)傳入PC上位機程序單元;PC上位機程序單元對機床振動數(shù)據(jù)進行分析計算,輸出控制指令至單片機邏輯控制單元;單片機邏輯控制單元對控制指令進行邏輯處理后向機床PLC發(fā)送主軸轉(zhuǎn)速倍率變動、進給倍率變動以及急停處理信號。
2.按權(quán)利要求1所述的基于LabView與單片機的機床振動監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集單元包含TEDS加速度傳感器以及數(shù)據(jù)采集卡,其中TEDS傳感器置于機床主軸振動數(shù)據(jù)采集點,通過信號線與數(shù)據(jù)采集卡相連,數(shù)據(jù)采集卡通過USB連接線與PC上位機程序單元相連。
3.按權(quán)利要求1所述的基于LabView與單片機的機床振動監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述單片機邏輯控制單元包含單片機以及繼電器模組,其中單片機通過信號線與PC上位機程序單元相連,繼電器模組輸入端通過信號線與單片機相連,輸出端通過信號線與機床PLC相連。
4.按權(quán)利要求1所述的基于LabView與單片機的機床振動監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法,其特征在于包括以下步驟:
由數(shù)據(jù)采集單元采集機床振動數(shù)據(jù)傳入PC上位機程序單元;
PC上位機程序單元接收數(shù)據(jù)采集單元采集的機床振動數(shù)據(jù),對機床振動數(shù)據(jù)進行計算、分析,輸出控制指令至單片機邏輯控制單元;
單片機邏輯控制單元對控制指令進行邏輯處理后向機床PLC發(fā)送主軸轉(zhuǎn)速倍率變動、進給倍率變動以及急停處理信號,機床PLC程序?qū)⒃撔盘枌懭霗C床系統(tǒng)運行指定內(nèi)存;
機床系統(tǒng)在加工過程中實時調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速、進給速度變化或者使機床進行急停動作。
5.按權(quán)利要求4所述的基于LabView與單片機的機床振動監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法,其特征在于PC上位機程序單元接收數(shù)據(jù)采集單元采集的機床振動數(shù)據(jù),對機床振動數(shù)據(jù)進行計算、分析包括:
建立檢測通道,PC上位機程序單元通過其內(nèi)部TEDS傳感器自動檢測模塊檢測數(shù)據(jù)采集單元中TEDS加速度傳感器,讀取TEDS加速度傳感器參數(shù);
由數(shù)據(jù)庫模塊進行數(shù)據(jù)記錄,通過信號閾值比較模塊進行閾值比較、信號規(guī)律分析模塊進行分析,所得結(jié)果經(jīng)由串口通信模塊傳送至單片機邏輯控制單元。
6.按權(quán)利要求5所述的基于LabView與單片機的機床振動監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法,其特征在于信號規(guī)律分析模塊進行分析的步驟為:
基于一線加工數(shù)據(jù)進行整合,將加工過程的振動特征數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫,將振動特征量與加工表面質(zhì)量進行模糊邏輯控制,按不同機床類型與工藝,形成模糊控制標(biāo)準(zhǔn),并設(shè)定各環(huán)節(jié)的閾值;
根據(jù)機床類型和加工工序特征對加工零件的材質(zhì)設(shè)定對應(yīng)的準(zhǔn)則,控制準(zhǔn)則依從迭代更新的原則,確??刂茰?zhǔn)則的準(zhǔn)確性;
信號規(guī)律分析模塊檢測TEDS加速度傳感器采集到的數(shù)據(jù),當(dāng)信號規(guī)律發(fā)生變動后,信號規(guī)律分析模塊根據(jù)上述控制準(zhǔn)則確定機床的控制方法,并根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則生成控制指令發(fā)送給單片機。
7.按權(quán)利要求6所述的基于LabView與單片機的機床振動監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法,其特征在于:
控制指令包含起始標(biāo)識、命令字、數(shù)據(jù)值和結(jié)束標(biāo)識四部分,其中起始標(biāo)識表示一個新控制指令的開始;命令字說明控制指令的用途,包括調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速、調(diào)整進給軸轉(zhuǎn)速和控制急停三種命令;數(shù)據(jù)值為設(shè)置主軸轉(zhuǎn)速或進給軸轉(zhuǎn)速的百分比,對應(yīng)加工程序設(shè)定轉(zhuǎn)速的0%到120%;結(jié)束標(biāo)志表示控制指令結(jié)束。
8.按權(quán)利要求4所述的基于LabView與單片機的機床振動監(jiān)測系統(tǒng)的控制方法,其特征在于單片機邏輯控制單元對控制指令進行邏輯處理為:
信號規(guī)律分析模塊將輸出控制指令通過串口通信發(fā)送至單片機邏輯控制單元;單片機邏輯控制單元完整的接收數(shù)據(jù)并根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則對控制指令進行解析,分析出命令字和數(shù)據(jù)值。如果命令字為控制急停命令,則單片機立即通過繼電器模塊向數(shù)控系統(tǒng)PLC發(fā)出急??刂菩盘?,PLC接收到急停信號后立即執(zhí)行機床急停命令;如果命令字為調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速或調(diào)整進給軸轉(zhuǎn)速命令,則首先將數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換成數(shù)控系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速倍率對應(yīng)的格雷碼,然后將格雷碼的每一位的值輸出到一個繼電器模塊;當(dāng)命令字為調(diào)整主軸轉(zhuǎn)速時,轉(zhuǎn)速倍率格雷碼通過一個繼電器模組發(fā)送到機床PLC中;當(dāng)命令字為調(diào)整進給軸轉(zhuǎn)速時,轉(zhuǎn)速倍率格雷碼通過另一個繼電器模組發(fā)送到機床PLC中;機床PLC再將相應(yīng)的倍率格雷碼發(fā)送給數(shù)控系統(tǒng)中的指定內(nèi)存,數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的修改倍率指令。