基于Labview的搅拌摩擦焊焊接力监测系统开发.pdf

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1、设备设计／诊断维修／再制造现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2013年第7期基于Labview的搅拌摩擦焊焊接力监测系统开发+董英信1，王庆霞1，杨建国1，麦允杰1，张华德2(1东华大学机械工程学院，上海201620，2上海航天设备制造总厂，上海200245)摘要：根据搅拌摩擦部件数字化设计和过程监控需求，设计开发了一套搅拌摩擦焊焊接力监测系统。首先基于Labview开发了焊接力监测软件，然后采用PC机、采集卡和传感器搭建了硬件平台，最后对系统平台进行标定和实验。实验结

2、果表明，该系统可精确测量搅拌头所受焊接力，为焊机主轴及搅拌头的整体检测分析提供有效数据样本，达到优化焊机主轴性能，提高摩擦焊设备效益等效果。此外，该系统具有量程大、精确度高和可移植性强等优点，具有较为广泛的适用性。关键词：搅拌摩擦焊；力的监测；频谱分析；信号处理中图分类号：THl6文献标志码：A文章编号：1671—3133(2013)07—0113—_05Thedevelopmentofmonitoringsystemtomeasureforceintheprocessoffrictionstirringwe

3、ldingbasedonLabviewDongYingxinl，WangQingxial，YangJiangu01，MaiYunjiel，ZhangHuade2(1SchoolofMechanicalEngineering，DonghuaUniversity，Shanghai201620，China；2ShanghaiAerospaceEquipmentManufacturingPlant，Shanghai200245，China)Abstract：Amonitoringsystemofweldingforc

4、eintheprocessofFrictionStirringWelding(FSW)isdesignedaccordingtodigitaldesignoffrictionstirringweldingpartsandprocessmonitoringrequirement．Firstlyaweldingforce—monitoringsoftwareisdevel-opedbasedonLabview．ThenthecorrespondinghardwareplatformissetupwithPC，ca

5、pturecardand8ensors．Finallyasy8temcalibrationandaweldingtestarecarriedoutforvalidation．Theresultindicatesthatthissystemcanobtainanaccuratedataoftheweldingforcesufferedby聆Wt001．toprovideeffectivedatasampleforintegrallyanalysisanddesignofspindlesandstirringto

6、olsofweldingmachine，thustooptimizetheperformanceandimproveequipmentefficiency．Inaddition，highprecision，widenll唱eandhJightransportabilitymal【ethismonitoringsystemnotonlylimitedtomeasurementofforceintheprocessoffrictionstirringwelding，butalsousedinawiderangeo

7、fotherarea8．Keywords：frictionstirringwelding；forcemonitoring；spectrumanalysis；signalprocessing0引言搅拌摩擦焊(FrictionStirringWelding，FsW)是英国焊接研究所在20世纪90年代提出的一种新型的固相焊接方法⋯。与传统的焊接方法相比，该技术具有优质、高效、低耗、焊接变形小和无污染等特点，已成功应用于船舶制造业、航天制造工业和轨道交通行业等领域。在搅拌摩擦焊接过程中，焊机的搅拌头和工件之间的相互作

8、用力主要表现为顶锻力(或下压力)、前进抗力和侧向力，能够精确地测得焊接过程中力的大小及变化，对优化焊接工艺参数、提高焊接质量和改进焊接设备均有重要的作用。目前对于大型薄壁件焊接过程的监控都是基于经验。本文以Pc机、数据采集卡为硬件支撑平台[2]，以开发的搅拌摩擦焊感应平台为硬件基础，基于Labview工具环境¨J，开发了搅拌摩擦焊焊接力监测软件系统，以测量出焊接过程中搅拌主轴所受到的焊接力，解决了搅