基于ARM的振動時效系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，振動時效技術越來越被廣泛應用起來。它來源于當工件加工出來后，其內(nèi)部會存在一種內(nèi)應力，這種內(nèi)應力對工件本身是有害的，它會使工件發(fā)生塑性變形、降低工件的抗腐蝕性、縮短工件的使用壽命等。振動時效技術就是一種以振動方式來消除工件內(nèi)應力的方法。
　　振動時效系統(tǒng)的基本原理是首先通過與工件綁定在一起的激振器來帶動工件從靜止開始逐漸加速振動，在振動的過程中，通過對工件的振動參數(shù)進行分析，得到工件的固有頻率和諧振頻率，然后讓

2、激振器帶動工件在其固有頻率和諧振頻率位置持續(xù)振動數(shù)分鐘，就可以有效的實現(xiàn)消除或均化內(nèi)應力的目的。為了能更有效地實現(xiàn)整個系統(tǒng)，如何快速地尋找到工件的固有頻率和諧振頻率，如何高效地完成系統(tǒng)的復雜控制就成為研究振動時效時首先要討論的問題。
　　傳統(tǒng)的振動時效設備有二種。一種是基于單片機開發(fā)的?；趩纹瑱C的處理能力及資源的有限性,這種設備無法實現(xiàn)一些復雜的算法與技術,無論是從顯示能力還是處理能力都非常有限，時效時間也很長。另一種振動時效設

3、備是基于工控機開發(fā)的,即上位機采用工控機進行控制處理,下位機采用單片機進行數(shù)據(jù)的采集。這種振動時效設備雖然比第一種基于單片機的振動時效設備功能要強大,但是卻是以高額的成本以為代價的。所以以上二種振動時效設備的缺點都成為阻礙振動時效設備發(fā)展的因素。本系統(tǒng)采用ARM作為主處理器,有效的避免了傳統(tǒng)振動時效設備的缺點。ARM處理器比單片機有較高的處理能力,另外它有非常豐富的片上資源可以供開發(fā)使用,使用戶可以省去很多復雜的外圍電路。基于ARM處理

4、器的處理能力,本系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)復雜的算法,而且相對于基于工控機的系統(tǒng),大大的降低了開發(fā)成本與占地面積。
　　另外在算法方面,本系統(tǒng)采用了頻譜分析的方法,做為核心的尋找工件固有頻率和諧振頻率方法。正確快速找到工件的固有頻率是開發(fā)一個實用與高效的振動時效系統(tǒng)的關鍵所在。本系統(tǒng)采用快速傅立葉變換做為頻譜分析的主要工具,因為傅立葉變換可以將信號從時域內(nèi)轉(zhuǎn)換成信號的頻域分析。本系統(tǒng)采用這種頻域掃頻判峰,而沒有采用時域掃頻判峰,大大減少了振