測力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)_第一次

1、1、性能技術(shù)介紹Kistler9255B型測力傳感器采用壓電晶體（石英晶體）作為傳感器敏感元件，由四片圓環(huán)形的石英晶片組成的，每個晶片的不同組合，構(gòu)成了不同方向的力；根據(jù)壓電原理，壓電晶體在受載荷作用下自身會產(chǎn)生電荷；石英晶體非常堅(jiān)固，因此切削力傳感器9255B具有很高的剛度還配有5070電荷放大器，電荷放大器的作用，是將切削力傳感器9255B產(chǎn)生的電荷信號轉(zhuǎn)換成0-10V電壓信號。此外還有數(shù)據(jù)采集卡等外部設(shè)備，并帶有專門軟件（DynoWare）來顯示各個方向瞬時切削力和切削轉(zhuǎn)矩。該測力儀具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。（2） 靜態(tài)特性良好，即固有頻率高、線性度小、靈敏度高、靜剛

2、度高、滯后性小，因此，非常適合動態(tài)測量，以及刀具在高速旋轉(zhuǎn)時的切削力測量。（3） 動態(tài)特性良好，即瞬態(tài)響應(yīng)和頻率特性較理想，因此它特別適合于測量動態(tài)力、瞬態(tài)沖擊力。（4） 大量程，能測很小的力。9255B量程很大，高達(dá)40KN，但，分辨率僅有0.01N,因此，同時能測量非常小的力。（5） 設(shè)計(jì)緊湊，對溫度變化不敏感，防水噴濺，防腐蝕和冷卻液的浸入。9255B 主要技術(shù)指標(biāo)如下（其他技術(shù)指標(biāo)，參見說明書）測量范圍    Fx,Fy, -2020kN    Fz:-1040 kN靈敏度    

3、60; Fx,Fy :-8pC/N       Fz:-3.7pC/N固有頻率   fnx,fny2kHz        fnz 3.3kHz重量        52Kg    防護(hù)等級    IP67（連接電纜）工作溫度范圍  0-70石英壓電晶體作為敏感元件2、儀器應(yīng)用： 該切削力測量系統(tǒng)，能精

4、確采集鉆削、磨削、銑削、車削等過程的切削力。KISTLER 切削力系統(tǒng)應(yīng)用總結(jié)一、 安裝軟硬件1） 測力軟件的安裝 將帶有DynoWare軟件的光盤放入光驅(qū)，安裝程序自動啟動，選擇“Install DynoWare Software”，。依次參見下圖（安裝過程同其他軟件的安裝）：安裝結(jié)束后，重新啟動計(jì)算機(jī)。注意事項(xiàng)：軟件在安裝過程中并沒有特別需要注意的地方，但是在聯(lián)接硬件設(shè)備時進(jìn)行軟件的安裝，需要點(diǎn)擊計(jì)算機(jī)左下角的開始窗口，在所有程序中選擇Measurement Computing的instacal，以便確認(rèn)軟件系統(tǒng)已連接到數(shù)采卡上，同時需要記住數(shù)采與PC機(jī)聯(lián)接的USB接口，不同的USB接口第

5、一次與數(shù)采相連時都會安裝驅(qū)動，重復(fù)安裝驅(qū)動有害無益。2） 硬件的連接如圖所示：數(shù)據(jù)采集器的外部接線連接放大器控制線加密狗線連接計(jì)算機(jī)連接電源數(shù)據(jù)線注意事項(xiàng)：數(shù)采部分的接線主要包括：電源線（通過一個小型變壓器將照明用的220伏電壓變壓成24伏電壓，要注意220伏電壓的穩(wěn)定性，電壓的不穩(wěn)會使得數(shù)采無法工作，并有導(dǎo)致電源燒毀的隱患）；USB線（主要是和PC機(jī)的軟件部分進(jìn)行通信）；控制線（主要是修改測試量程用的）；數(shù)據(jù)線（傳感器采集到的數(shù)據(jù)信號經(jīng)放大器后，通過電纜線傳遞到數(shù)采上）；加密狗（很細(xì)小的一個關(guān)鍵部位，盡量安裝在數(shù)采上，使用膠帶之類的固定最好）。電荷放大器的外部接線：連接數(shù)采電纜連接傳感器接電

6、源注意事項(xiàng)：電纜線是整個系統(tǒng)中最嬌貴也是最重要的部分，在實(shí)驗(yàn)過程中要特別注意，不要出現(xiàn)踩踏之類的現(xiàn)象，電纜線的拆裝要特別小心謹(jǐn)慎，不可左右扯動，要盡量前后用力，在裝的過程中，前端處的凹槽保持在水平位置，使得其水平對齊，不可太用力，以免針未對齊而壓彎針頭，在旋緊之后要適當(dāng)松開一些，避免旋得太緊之后，不利于插頭的拆卸，防塵帽要始終處于密封狀態(tài)。Type 9255B與工件的安裝注意事項(xiàng)： 測試臺也很嬌貴，要注意保持其干凈整潔，在安裝固定的過程中，一定要確保測試臺保持水平，在確保水平之后，偏斜一點(diǎn)則不影響整個測試效果。測試臺四角的小圓圈上要確保不受擠壓與壓迫，以免壓壞測試臺的傳感器。二、 切削力的在線

7、測量1） 將設(shè)備全部按上述安裝連接好，打開放大器預(yù)熱30分鐘，打開軟件和數(shù)采。2） 軟件界面如圖所示：進(jìn)行必要的設(shè)置開機(jī)以后點(diǎn)確定進(jìn)入數(shù)據(jù)采集鍵數(shù)據(jù)分析區(qū)故障診斷區(qū)視圖設(shè)置區(qū)首先對HardWare進(jìn)行設(shè)置點(diǎn)擊硬件配置按鍵，彈出此畫面然后依次對這四項(xiàng)進(jìn)行設(shè)定選擇數(shù)采卡正確的滿量程輸出電壓值選擇正確的電荷放大器此處的A/D Board 我們保持默認(rèn)狀態(tài)不進(jìn)行修改和設(shè)置在這個選項(xiàng)進(jìn)行必要的設(shè)置：（1）label里對應(yīng)的18通道分別輸入Fx12、Fx34、Fy14、Fy23、Fz1、Fz2、Fz3、Fz4如是5070，則需選擇其正確的通道數(shù)測量和復(fù)位狀態(tài)按鈕，每次測量前都必須將系統(tǒng)復(fù)位在設(shè)置好所有的參

8、數(shù)后將其發(fā)送到電荷放大器上自動檢測5070的存在。注意此處是固定的，不可變動.另外，filter（濾波器）都設(shè)為OFF, time constant（時間常數(shù)）都設(shè)為long。我們可以改的就是sentivity（靈敏度）和measuring range（測量范圍）；其中sentivity要根據(jù)需要的量程查說明書來改，此處只有兩個可選值。Measuring range的選擇要在所選量程允許的范圍內(nèi)，并且注意只要是同一方向所選值的大小要完全一致，例如x12設(shè)定為2000N則x34也必須設(shè)定為2000N;y與z方向也是如此。設(shè)置完成后按sent parameter將設(shè)置好的參數(shù)發(fā)送到放大器。這三項(xiàng)要

9、根據(jù)測力臺的校準(zhǔn)單來設(shè)定這三項(xiàng)根據(jù)實(shí)際測量情況來設(shè)定手動，自動測量模式轉(zhuǎn)換新裝數(shù)采卡所在的串口（需要參看設(shè)備管理器）串口的傳輸率（需要參看設(shè)備管理器）參見設(shè)備管理器來設(shè)定我的電腦右鍵管理計(jì)算機(jī)管理設(shè)備管理器端口在force & moment calculation（力與時間的計(jì)算）中將multicomponent mode（多元模式）選為type4，因?yàn)槲覀兯玫膫鞲衅骶褪沁@個類型，以后都不必改動。此處是自左向右第二個綠色按鈕，我們只要根據(jù)需要設(shè)置measuring time（測量時間）和sample rate（采樣頻率）就可以了。設(shè)置完成后如果要覆蓋前一次的設(shè)置就不用改文件名，如果是

10、新建就要更換文件名再保存。點(diǎn)擊此鍵對采集參數(shù)進(jìn)行設(shè)置這部分參數(shù)設(shè)置根據(jù)實(shí)際的測量工作特點(diǎn)來完成保存文件的路徑和名稱，可更改第三和第四個綠色按鈕對應(yīng)的設(shè)置此處都不在修改就用默認(rèn)的。下面按下第五個綠色按鈕開始進(jìn)行在線測量，步驟如下：（1）按下按鈕點(diǎn)擊ok，彈出另一個窗口再點(diǎn)擊ok（2）按下放大器顯示屏旁的綠色按鈕，機(jī)床啟動（3）點(diǎn)擊go，刀具慢慢靠近工件開始切削，過一段時間后（在設(shè)定的測量時間沒有完以前刀具離開工件切削完畢），測量完成后再次按下放大器顯示屏旁的綠色按鈕退出測量狀態(tài)。（4）在線測量過程完畢。此處按下第五個綠色按鈕后會彈出如圖所示的小窗口，如果點(diǎn)“是”則覆蓋上一次的文件，點(diǎn)“否”則新建一個文件此為在線測量過程圖片此為測量完成后獲得的曲線三、 后處理注意此處的后處理文件都不能保存，原始文件不會被改動。點(diǎn)擊此鍵，將開啟一個含有原采集曲線的新視框，用于進(jìn)一步的分析比較點(diǎn)擊此鍵編輯視圖，可對視圖顯示的模式，通道和顏色等進(jìn)行設(shè)定指南針工具：點(diǎn)擊此鍵，觀察某一位置的數(shù)值大小（2次）平均值工具：觀察某段時間內(nèi)的平均值，最大值，最小值，積分等數(shù)據(jù)信號漂移補(bǔ)償鍵：如果有熱漂移，可用此鍵除掉縱，橫向柵格鍵：點(diǎn)擊這兩個鍵可在數(shù)據(jù)上加入柵格，進(jìn)行分析電壓表，示波器鍵：點(diǎn)擊這兩鍵可以觀察沒有加載力條件下，各通道原始輸出電壓是否接近