文档介绍：杭州电子科技大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切相关责任。论文作者签名: 日期: 年月日学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后,发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件, 允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名: 日期: 年月日指导教师签名: 日期: 年月日万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文 NOMEX蜂窝复合材料超声切割声主轴的监测系统研究研究生:李旭龙指导教师:纪华伟副教授 2014年12月万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文 Dissertation Submitted to Hangzhou Dianzi Universityfor the Degree of Master ResearchonMonitoringSystemofAcoustic posite utting Candidate: Li Xulong Supervisor: Associate Prof. Ji Huawei December,2014 万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文 I 摘要超声切割声主轴是NOMEX蜂窝复合材料超声切割加工的核心部件,一旦出现故障不仅影响NOMEX蜂窝复合材料的加工质量和加工效率,甚至造成超声切割设备的损坏,带来严重的经济损失。因此,对于NOMEX蜂窝复合材料超声切割声主轴监测系统的研究具有重大意义。NOMEX蜂窝复合材料超声切割声主轴监测系统的研究是保证超声切割设备安全、可靠、高效率运行和高质量加工的有效手段和方法。目前,国内外超声切割设备监测系统的研究点相对分散,没有形成一套完善的超声切割监测系统,尤其是国内对于超声切割设备监测系统的研究还处于劣势。针对于此问题,本文结合某公司在NOMEX蜂窝复合材料超声切割过程中的实际故障问题和超声切割声主轴各关键部件的工作原理,并在现有理论研究的基础上对超声切割声主轴的典型故障形式和故障特征进行了深入的理论分析研究,在此基础上确定了超声切割声主轴的监测系统方案,并完成了一套完善的监测系统样机。监测系统的监测功能有:电参数(发生器输出功率、频率、电压有效值、电流有效值、阻抗角)监测和关键点温度(功率管温度、换能器温度、节点温度)监测。本文通过对各个典型故障参数的监测方法进行理论研究,确定了适合本监测系统的故障监测方法。针对于换能器阻抗角的监测提出了一种改进的正交相关超声换能器阻抗角测量新方法,通过仿真和实验证明了该方法适用于超声频信号的同步和非同步采样,且计算量小,实时性强,测量精度高,°,特别适合NOMEX蜂窝复合材料超声切割过程中由于频率漂移造成的阻抗角测量精度不高的问题,并为实现动态匹配奠定基础。开发了以ARM Cortex-M3微处理器为核心,传感器、调理电路为外围设备的监测系统, 用C语言编制了功率、频率、阻抗角、电压有效值、电流有效值、功率管温度、换能器温度、节点温度的AD采样程序、数据处理程序、报警、继电器控制程序,用7寸LCD液晶屏完成了各监测参数的数据显示、关键参数的实时曲线显示等功能。实验结果表明,该监测系统的采样频率和测量精度满足企业工程要求,能够完成NOMEX蜂窝复合材料超声切割声主轴的在线监测任务。综上所述,本文对NOMEX蜂窝复合材料超声切割声主轴的监测技术进行了系统的研究, 在超声切割声主轴典型故障研究、故障监测方法研究、故障测点布局、故障数据处理和监测系统开发等方面取得了一定的成果,解决了故障数据监测分散的问题,同时确保了超声切割过程的可靠性和安全性,提高了加工质量和加工效率,减少维护和使用成本。关键词:蜂窝复合材料,监测系统,ARM Cortex-M3,正交相关,阻抗角,非同步采样万方数据杭州电子科技大学硕士学位论文 II ABSTRACT Ultrasonic cutting acoustic spindle is the core component of NOMEX posite material processing. If a failure occurs, not only affects the m