车床切削力的检测、控制与仿真系统的设计.docx

摘要:论文主要通过对切削力实时分析系统硬件组成和软件系统的实现过程、功能编程方法以及其技术实现等多个方面来进行解析，系统的介绍了基于虚拟仪器和PXI总线的切削力实时分析系统的一种方法及步骤。经仿真和现场调试，从中发现虚拟仪器开发周期短、成本低、扩展方便等特点，具有很高的实际应用价值。

根据恒力切削过程的自适应控制原理,本次方案设计了包括切削过程在内的闭环控制系统。在建立车削加工过程模型的同时，还充分考虑到了伺服机构、切削过程以及测力仪对等环节对仿真结果的影响，然后采用Matlab对模型进行仿真。

针对其具有随机干扰严重、非线性程度高的复杂动态过程，可以运用到线调整控制器以及虚拟加工过程中。以切削力偏差变化率和切削力偏差程度作为评价标准,实现恒力切削的自适应控制。通过一系列仿真后得出：阻尼系数、固有频率和切削力指数等参数的变化对切削力的影响。该系统不仅具有十分优越的的切削力稳定性和控制精度,而且在提高金属切除率的同时还有效地降低了刀具破损的发生，从一定程度上节约了加工成本，研究结果对加工过程的计算机控制具有指导意义。

关键词：虚拟仪器；切削力；检测；切削过程；控制；信息采集；车削加工；过程建模；仿真

目录

摘要

Abstract

1车床切削力的检测-3

1.1检测系统方案设计-3

1.2系统硬件结构-4

1.2.1系统组成-4

1.2.2 PXI和MXI-3技术-4

1.3系统软件设计-4

1.3.1数据采集、处理及显示-4

1.3.2数据存储功能的实现-6

2车床切削力的控制-7

2.1车床切削过程模型-7

2.2切削力模型与信息获取-8

2.3车床切削力控制-9

3切削仿真方案设计-13

3.1 车削加工过程建模-13

3.2加工过程模型仿真分析-14

4总结-17

5研究展望-18

6.致谢-19

参考文献-20