用于刀具管理的智能刀柄系统研究
发布时间：2021-08-08 00:18
为了适应多品种、小批量的产品生产模式,越来越多的制造企业开始在生产过程中使用数控机床和加工中心,这些设备在加工中需要多把刀具切削工件,换刀频繁,给刀具管理工作带来了诸多挑战。一方面,在刀具管理领域目前常用的二维码和RFID电子标签普遍存在一些缺点,比如会受到加工现场金属切屑的影响;另一方面,使用振动信号对刀具切削状态进行监测的传统方式在切削过程中传感器和刀具的距离会发生变化,这会影响振动信号的采集。针对上述两方面的问题,本文开发了一种智能刀柄系统,该系统将信号采集模块和信息存储模块集成到刀柄上,利用无线方式进行数据传输,以便于刀具的动态和静态管理。论文的主要工作如下:（1）针对刀具状态监测和刀具信息存储的需求,对智能刀柄系统进行了总体设计,将整个系统分为上位机信息交互单元和下位机信息采集单元。（2）根据智能刀柄系统的总体设计目标,搭建了下位机信息采集单元的硬件平台,根据系统要求选择了合适的电子元器件,设计了相应的电路,并制作了硬件载体。（3）开发了智能刀柄系统的软件,包括在Keil uVision5.0平台上开发了信号采集、信息存储、无线信号传输和USB信号传输四个模块,在LabVIE...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
tefánia等人的试验传感器安装位置
图 1.2 Song 等人的切削振动测量装置示意图[31]2]等人开发了一种基于微控制器的低成本振动信号监测系统，该系统将布置在机床工作台上，采集的铣削加工振动信号通过信号调理电路和微到上位机软件进行后续处理分析。传感器安装位置如图 1.3（a）所示， 1.3（b）所示。这种将加速度传感器布置在工作台上的测量方式同样存域的距离随刀具的移动而改变的问题。a）传感器安装位置 （b）振动测量装置示意图图 1.3 Zhang 等人的切削振动监测系统[32]等人使用硬质合金刀片镗削不锈钢工件时，研究了刀具磨损、工件加工之间的关系。试验中振动监测系统由多普勒激光测振仪、信号放大器和
用于刀具管理的智能刀柄系统研究感器与切削区域之间的距离在不断变化，会对振动信号的采集造成影响。图 1.2 Song 等人的切削振动测量装置示意图[31]Zhang[32]等人开发了一种基于微控制器的低成本振动信号监测系统，该系统将一枚三度传感器布置在机床工作台上，采集的铣削加工振动信号通过信号调理电路和微控制器 USB 传输到上位机软件进行后续处理分析。传感器安装位置如图 1.3（a）所示，振动测装置如图 1.3（b）所示。这种将加速度传感器布置在工作台上的测量方式同样存在信号和切削区域的距离随刀具的移动而改变的问题。
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控机床智能化的主要技术特征[J]. 陈炯. 机床与液压. 2016(20)
[2]整体硬质合金刀具二维码的直接激光标刻与检验[J]. 杜文平,李亮,赵威. 航空制造技术. 2016(17)
[3]刀具全生命周期智能管理系统开发[J]. 刘丰文,董惠敏,钱峰. 组合机床与自动化加工技术. 2015(11)
[4]嵌入式测温工具系统的结构设计及模态分析[J]. 李广慧,尹凝霞,徐红,谭光宇. 中国机械工程. 2015(21)
[5]基于RFID和Agent的刀具管理方法研究[J]. 何龙,鄢萍,陈青山. 机械. 2014(01)
[6]微机械加速度计的研究现状综述[J]. 张霞. 功能材料与器件学报. 2013(06)
[7]传感器载体刀柄的结构设计[J]. 况鹏飞,王凡,李新勇,田苗苗. 新技术新工艺. 2013(02)
[8]数控刀具管理与应用[J]. 李军峰. 科技创新导报. 2013(02)
[9]ARM嵌入式系统综述[J]. 施乐平,杨征宇,马宪民,汤元会. 中国测试. 2012(S1)
[10]基于振动信号的刀具状态监控技术研究[J]. 王细洋,龙亮,郭敏. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2011(03)
博士论文
[1]铣削加工振动主动控制[D]. 江浩.上海交通大学 2009
[2]面向全寿命周期管理的刀具直接标识与信息追踪技术研究[D]. 王苏安.西北工业大学 2007
硕士论文
[1]刀具信息标识与刀具管理技术研究[D]. 杜文平.南京航空航天大学 2016
[2]面向铣削过程的无线测振刀柄的关键技术研究[D]. 刘海军.哈尔滨工业大学 2015
[3]薄膜热电偶切削温度自感知刀具及其无线测试系统研究[D]. 郭立明.大连交通大学 2015
[4]基于ZigBee无线网络在切削过程中数据采集和信息处理的研究[D]. 高斌.大连交通大学 2014
[5]基于多传感器信息融合的刀具磨损状态监测系统研究[D]. 袁子皓.河南科技大学 2014
[6]经验模态分解在切削颤振分析与监测中的应用研究[D]. 程瑶.华中科技大学 2013
[7]刀柄系统智能化技术基础研究[D]. 陈建立.南京航空航天大学 2012
[8]基于振动信号的PCB微钻刀具磨损状态监测研究[D]. 任振华.上海交通大学 2012
[9]基于Data Matrix二维条码技术的网络化刀具管理研究[D]. 赵军.西安工业大学 2011
[10]铣削加工过程的振动监测与分析[D]. 徐张彦.南京航空航天大学 2009
本文编号：3328820
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
tefánia等人的试验传感器安装位置
图 1.2 Song 等人的切削振动测量装置示意图[31]2]等人开发了一种基于微控制器的低成本振动信号监测系统，该系统将布置在机床工作台上，采集的铣削加工振动信号通过信号调理电路和微到上位机软件进行后续处理分析。传感器安装位置如图 1.3（a）所示， 1.3（b）所示。这种将加速度传感器布置在工作台上的测量方式同样存域的距离随刀具的移动而改变的问题。a）传感器安装位置 （b）振动测量装置示意图图 1.3 Zhang 等人的切削振动监测系统[32]等人使用硬质合金刀片镗削不锈钢工件时，研究了刀具磨损、工件加工之间的关系。试验中振动监测系统由多普勒激光测振仪、信号放大器和
用于刀具管理的智能刀柄系统研究感器与切削区域之间的距离在不断变化，会对振动信号的采集造成影响。图 1.2 Song 等人的切削振动测量装置示意图[31]Zhang[32]等人开发了一种基于微控制器的低成本振动信号监测系统，该系统将一枚三度传感器布置在机床工作台上，采集的铣削加工振动信号通过信号调理电路和微控制器 USB 传输到上位机软件进行后续处理分析。传感器安装位置如图 1.3（a）所示，振动测装置如图 1.3（b）所示。这种将加速度传感器布置在工作台上的测量方式同样存在信号和切削区域的距离随刀具的移动而改变的问题。
【参考文献】：
期刊论文
[1]数控机床智能化的主要技术特征[J]. 陈炯. 机床与液压. 2016(20)
[2]整体硬质合金刀具二维码的直接激光标刻与检验[J]. 杜文平,李亮,赵威. 航空制造技术. 2016(17)
[3]刀具全生命周期智能管理系统开发[J]. 刘丰文,董惠敏,钱峰. 组合机床与自动化加工技术. 2015(11)
[4]嵌入式测温工具系统的结构设计及模态分析[J]. 李广慧,尹凝霞,徐红,谭光宇. 中国机械工程. 2015(21)
[5]基于RFID和Agent的刀具管理方法研究[J]. 何龙,鄢萍,陈青山. 机械. 2014(01)
[6]微机械加速度计的研究现状综述[J]. 张霞. 功能材料与器件学报. 2013(06)
[7]传感器载体刀柄的结构设计[J]. 况鹏飞,王凡,李新勇,田苗苗. 新技术新工艺. 2013(02)
[8]数控刀具管理与应用[J]. 李军峰. 科技创新导报. 2013(02)
[9]ARM嵌入式系统综述[J]. 施乐平,杨征宇,马宪民,汤元会. 中国测试. 2012(S1)
[10]基于振动信号的刀具状态监控技术研究[J]. 王细洋,龙亮,郭敏. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2011(03)
博士论文
[1]铣削加工振动主动控制[D]. 江浩.上海交通大学 2009
[2]面向全寿命周期管理的刀具直接标识与信息追踪技术研究[D]. 王苏安.西北工业大学 2007
硕士论文
[1]刀具信息标识与刀具管理技术研究[D]. 杜文平.南京航空航天大学 2016
[2]面向铣削过程的无线测振刀柄的关键技术研究[D]. 刘海军.哈尔滨工业大学 2015
[3]薄膜热电偶切削温度自感知刀具及其无线测试系统研究[D]. 郭立明.大连交通大学 2015
[4]基于ZigBee无线网络在切削过程中数据采集和信息处理的研究[D]. 高斌.大连交通大学 2014
[5]基于多传感器信息融合的刀具磨损状态监测系统研究[D]. 袁子皓.河南科技大学 2014
[6]经验模态分解在切削颤振分析与监测中的应用研究[D]. 程瑶.华中科技大学 2013
[7]刀柄系统智能化技术基础研究[D]. 陈建立.南京航空航天大学 2012
[8]基于振动信号的PCB微钻刀具磨损状态监测研究[D]. 任振华.上海交通大学 2012
[9]基于Data Matrix二维条码技术的网络化刀具管理研究[D]. 赵军.西安工业大学 2011
[10]铣削加工过程的振动监测与分析[D]. 徐张彦.南京航空航天大学 2009
本文编号：3328820
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