夏 田 金 超 馬曉鋼

(陜西科技大學(xué)，陜西西安 710021)

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

1 防護(hù)裝置試驗臺測試系統(tǒng)設(shè)計

測試系統(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信號，并將其轉(zhuǎn)換為電壓模擬信號，經(jīng)過信號調(diào)理器調(diào)理后進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡將信號經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)由緩沖存儲器存入帶有分析軟件的計算機中。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)是對防護(hù)裝置的速度與振動進(jìn)行測試，在硬件方面需要壓電加速度傳感器、信號調(diào)理器、多通道數(shù)據(jù)采集卡、工控機與顯示器［3－4］。該系統(tǒng)采用朗斯測試技術(shù)有限公司的LC0109、LC0104T壓電加速度傳感器與電荷放大器集成，無需另配電荷放大器。信號調(diào)理器采用LC0201信號調(diào)理器。

1.2 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計

軟件部分的開發(fā)是測試系統(tǒng)的關(guān)鍵。該系統(tǒng)軟件部分是由LabVIEW8.2來實現(xiàn)的。該軟件的設(shè)計流程圖如圖2。該系統(tǒng)運行后首先設(shè)置采樣通道、采樣頻率和采樣點數(shù)等參數(shù);然后通過壓電加速度傳感器，信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集卡將防護(hù)裝置的振動與速度信號傳入計算機;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算機接收的信號送入數(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)保存至計算機，分析時用數(shù)據(jù)回放模塊打開已保存的數(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)果會由顯示模塊顯示。系統(tǒng)主界面如圖3所示，采用子VI動態(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 測點布局與測試

測點布局如圖5所示，命名與工作臺聯(lián)接的罩片為罩片一，沿遠(yuǎn)離工作臺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三個壓電加速度傳感器。其中LC0109可同時測X向與Z向2個方向加速度，LC0104T只測Z向加速度。

3 測試結(jié)果

測試結(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

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

［1］李德葆，張元潤.振動測量與試驗分析［M］.北京:機械工業(yè)出版社，1992.

［2］張令彌.振動測試與動態(tài)分析［M］.北京:航空工業(yè)出版社，1992.

［3］趙永立.基于LabVIEW的車輛振動測試分析系統(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器振動及噪聲測試分析儀的設(shè)計［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)計從入門到精通［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2007.