ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ предметной области 6
1.1 Описание характеристик исследовательского стенда 6
1.2 Обзор станков токарной группы 8
1.3 Обзор датчиков 11
1.3.1 Обзор датчиков сил резания 14
1.3.2 Обзор датчиков температуры 15
1.3.3 Обзор датчиков вибрации 17
1.3.4 Обзор датчиков частоты вращения 20
1.3.5 Обзор датчиков линейных перемещений 22
1.4 Обзор систем сбора данных 24
1.5 Обзор программного обеспечения систем сбора данных 30
1.5.1 Общие требования к программному обеспечению 30
1.5.2 Программный комплекс LGraph2 31
1.5.3 Программный комплекс PowerGraph 34
1.5.4 Программный комплекс ACTest 36
1.6 Цели и задачи дипломного проекта 41
2 Разработка системы сбора данных 42
2.1 Разработка структурной схемы 42
2.2 Выбор элементов системы сбора данных 43
2.2.1 Датчики сил резания 44
2.2.2 Датчики температуры 45
2.2.3 Датчики вибрации 46
2.2.4 Датчики частоты вращения 47
2.2.5 Датчики линейных перемещений 49
2.2.6 Выбор системы сбора данных 51
2.3 Разработка электрической принципиальной схемы 55
2.4 Расчет характеристик элементов электрической принципиальной схемы ... 57
2.5 Разработка электрической схемы соединения и подключения 60
2.6 Разработка схемы тарировки датчика сил резания 61
3. Разработка программной части системы сбора данных 65
3.1 Выбор и описание программного комплекса 65
3.2 Настройка конфигурации 66
3.3. Настройка интерфейсов программного комплекса 74
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 81
В большинстве случаев изготовление изделий из металла осуществляется с помощью механической обработки, а именно с помощью резания. Резание представляет собой сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и обрабатываемой заготовки. Эффективность и производительность процесса резания, качество выпускаемой продукции, срок службы оборудования во многом зависят от правильно подобранных режимов резания. Режимы резания в свою очередь влияют на такие параметры, как силы резания, температура в точке взаимодействия режущей кромки инструмента и заготовки, вибрации металлорежущего станка. Очень важно контролировать данные параметры в процессе обработки, ведь сильное изменение одного из них может привести к разрушению режущего инструмента, к браку обрабатываемой заготовки или поломке станка.
Для анализа процессов резания используются исследовательские стенды, в которых контролируемые параметры с помощью датчиков и аналого-цифровых преобразователей записываются для дальнейшей обработки. К таким работам относятся [1]:
а) отработка и обоснование рациональных режимов резания для конкретных операций механической обработки;
б) оценка обрабатываемости новых конструкционных материалов;
в) оптимизация геометрических параметров режущих инструментов;
д) сравнительная оценка эксплуатационных свойств режущих инструментов различных производителей;
е) определение и сравнение смазочно-охлаждающих свойств СОТС различных марок;
ж) оценка технологических и эксплуатационных характеристик обработанных поверхностей;
и) оценка мощности и энергозатрат процессов механической обработки;
к) оценка износостойкости и триботехнических характеристик инструментальных материалов, в том числе с поверхностными покрытиями;
л) экспериментальные сравнительные оценки и проверки коммерческих предложений поставщиков инструментов, технологической оснастки и оборудования и другие экспериментальные работы.
Эти работы выполняются на разном исследовательском оборудовании. Это сильно замедляет комплексную оценку принятых технологических решений. Поэтому разработка системы сбора данных со станков токарной группы для проведения всего комплекса экспериментальных исследований в технологии токарной обработки является актуальной задачей.
В ходе данного дипломного проекта была разработана системы сбора данных процесса металлообработки со станков токарной группы.
Для достижения целей проекта был проведен анализ параметров испытательного стенда на базе станка 16Д25. на основе этого анализа разработана структурная электрическая схема стенда с учетом требований задания и определены все основные функции.
Произведен выбор датчиков: силы резания, линейных перемещений в продольном и поперечном направлении, вибраций, температуры в зоне резания, частоты вращения шпинделя.
Произведен выбор модулей системы сбора данных и модулей аналого-цифрового преобразования системы сбора данных.
Составлена структурная схема и схема общего вида опытно-исследовательского стенда.
На завершающем этапе разработки аппаратной части системы сбора данных были спроектированы электрическая принципиальная схема и схема подключений. Произведены расчеты характеристик элементов схемы.
В программной части системы сбора данных были проведены разработка форм для настройки оборудования системы сбора данных и сделана разработка интерфейсов взаимодействия оператора стенда со специализированным программным обеспечением .
