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在精密加工各种方法中,精密磨削是决定加工工件的形状精度、表面粗糙度和表面加工质量的主要手段。精密磨削加工是一个多因素综合作用的复杂过程,在加工过程中,为了保证加工精度,对精密磨削系统的状态进行综合的监测是一项非常关键的技术。它包括对机械状态量(如位移、振动、温度、压力和流量等)的监测,状态特征参数变换的辨别,机械产生振动和损伤时的原因分析、振源判断、故障预防等。随着现代制造企业控制现代化水平的进一步提高以及生产规模的扩大,网络化监控技术受到关注,但多限于有线网络,通常利用企业局域网等有线方式对离散的数控机床进行联网,实现集中监测、控制和管理。近年来随着Zigbee技术的出现,无线监控网络技术更是成为多领域的研究热点,该技术已经应用于医疗监护、农林业监测以及建筑桥梁健康监测等。但是将该技术应用到规模化精密机械加工过程的监测还很少。
本文针对精密加工监控的现状,提出一种基于ZigBee无线网的精密加工监控系统的设计方案,采用ZigBee技术组织一个无线网络进行加工现场的数据通信,实现对精密磨削过程的实时监控。根据本系统的设计需求,本文的研究内容主要如下:
1.研究了精密磨削过程中影响加工的重要因素及ZigBee无线网络技术的特点,分析精密磨削监控需求,提出了监控系统的总体结构,对系统硬件进行设计选型,并提出软件设计要求。
2.根据精密磨削监控系统监控信号的特点,将信号分为缓变信号与振动信号两大类,设计了不同的网络工作策略。完成了节点软件的流程的设计,并且根据监控系统需求,制定了数据通信格式标准,便于以后系统的进一步扩展。
3.完成了PC监控中心的软件设计。VB实现人机操作界面程序设计,SQLServer实现监控数据库系统搭建,完成数据的采集、显示、存储、分析处理的操作。
4.对监控系统平台的组网及部分数据传输进行了实验测试。