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活塞环数控车床检测监控系统的研发

王瑞  
【摘要】: 发动机已广泛应用于工业、农业、交通运输和国防建设等各个领域,提高发动机的制造水平对国民经济的发展起着重要的作用。活塞环是发动机的重要零件之一,其自由状态轮廓型线的加工质量直接影响到发动机的效率、油耗、噪声、缸体寿命等性能。 目前,国内多采用靠模仿形法加工活塞环型线,由于靠模本身存在的制造精度问题以及加工过程中的磨损等因素,活塞环的加工精度难以得到保证,而活塞环尺寸精度的检测主要依靠人工来完成,其检测精度低,效率不高,并且劳动量大。因而迫切需要开发出活塞环数控车床的检测监控系统,提高活塞环数控车床的加工精度,以确保活塞环的加工质量。 本文设计开发了基于虚拟仪器技术的活塞环数控车床检测监控系统,利用声发射技术实现了对车削接触过程的检测与监控,利用主轴编码器所采集的角度信息对活塞环外圆轮廓曲线进行数据采集,实现了活塞环型线的在线检测。本文主要研究内容包括: 对活塞环的加工工艺进行阐述,介绍自动化制造系统的检测监控技术,探讨虚拟仪器技术的发展及应用。 对基于虚拟仪器技术的活塞环数控车床检测监控系统进行总体结构设计,明确系统的功能要求,阐述系统的各组成要素及系统的工作原理,介绍活塞环数控车床的结构布局以及数控系统。 介绍声发射技术的相关知识,分析声发射信号处理技术,并利用声发射技术开发了车削接触监控系统,设计了满足系统功能需求的硬件环境,利用LabVIEW图形化编程语言与VC++6.0编程语言设计开发了车削接触监控系统的软件部分,使系统具有信号采集功能、信号分析处理功能、图形显示和数据存储功能、反馈控制功能。 设计开发了活塞环外圆轮廓型线在线检测模块,选配了符合系统检测需求的硬件构组成,利用VC++6.0编程语言设计开发了活塞环型线在线检测系统的软件部分,使系统具备数据采集功能、数据处理功能、图形显示功能、数据存储功能,提高了活塞环尺寸的检测精度。 在活塞环数控车床上对系统进行了运行测试,确定了各硬件部分的安放位置,通过试验证实了声发射技术用于车削接触监控的可行性,并对活塞环型线进行了在线检测,能快速显示测量曲线和测量误差,通过相关测试证明系统能够可靠稳定地运行,并且显著提高了活塞环数控车床的加工效率和制造精度。


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