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基于混合编程技术的机床动态测试分析仪的软件系统开发

吴传海  
【摘要】:在长期加工和服役过程中,数控机床的动态特性和加工性能随着运行时间的增长而发生显著劣化。通过监测机床关键部位的典型信号,对机床性能及状态做出准确的评估和预测,为机床调整和工艺规划提供有效指导,是保证数控机床加工能力的关键。 针对数控机床性能监测问题,论文研究开发了数控机床动态特性测试分析系统。该系统通过传感装置,获取数控机床加工过程中的运行信息和动态信号;通过所开发的信号分析模块,对机床的状态和加工性能进行识别和预测。该系统的开发工作主要包括硬件选型和软件开发。 根据系统的功能要求,论文首先完成硬件的选型,包括:传感器,数据采集卡,上位机的选择。 在软件系统开发过程中,考虑到系统功能的丰富性及故障诊断算法的复杂性,针对数据采集和数据分析等核心功能模块,论文深入分析了各种混合编程技术在数控机床动态特性测试分析系统开发中的适用性,完成了各核心功能模块的开发: 在数据采集模块的开发过程中,论文深入分析了VC与LabVIEW混合编程技术,选择VC调用LabVIEW外部可执行文件的方式作为数据采集模块开发的技术方案,完成了机床振动信号和温度信号采集模块的开发。 在数据分析模块的开发过程中,论文深入分析VC与MATLAB的三种混合编程技术,选择MATLAB引擎技术作为数据分析模块的技术手段,完成了数控机床进给系统支撑点刚度辨识、轴承预紧状态识别、关键点温升预测等模块的开发。 论文还介绍了系统其它模块的开发过程,如用户登录、数据显示、数据存储模块。最后通过实验测试了该系统的数据采集、基本信号分析及机床状态识别功能,充分证明了论文中所选用的混合编程技术的实用性。


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