了得網計算機/網絡_LabVIEW案例實戰

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內容簡介

本書從工程實際應用出發，強調LabVIEW軟件的實際操作和機械工程測試領域問題的分析與解決，教會讀者如何基於LabVIEW軟件的範例進行修改，從而尋求問題的*解決方案。全書分為3篇：第1篇為LabVIEW編程入門實例（第1章和第2章），介紹LabVIEW的基本工具和核心概念；第2篇為機械工程領域常見物理量測量模塊的程序編制實例（第3~6章），以滾珠絲杠副為對像，給出了溫度測量模塊、輸入扭矩測量模塊、振動測量模塊及定位精度測量與分析模塊程序的詳細編制過程；第3篇基於滾珠絲杠副綜合性能實驗平臺，給出第2篇編制的測量模塊具體應用方法（第7章和第8章）。
本書既可作為LabVIEW數據采集初學者的入門教材，也可作為高等院校測試技術、虛擬儀器技術、自動控制等相關課程的實訓教材和教學參考書，還可作為相關工程技術人員的技術手冊。

作者簡介

陳勇將現執教於常州工學院，有超過8年的機械性能參數測試與分析工程經驗，致力於機床繫統動態特性分析、性能參數測量與分析、高精度定位控制等領域的研究工作。在教學中探索了“項目式教學”方法，切實引導學生動手搭建測試繫統，突破了原有的課程體繫，提高了學生獨立思考問題、發現問題與解決問題的能力。在科研教學實踐中，先後主持或參與了5項省部級科研項目，發表論文12篇，其中SCI檢索論文2篇，獲授權發明專利4項；指導學生獲得學科競賽一等獎１項、二等獎2項，省級學科競賽特等獎2項、一等獎1項、三等獎2項，並有1項創新創業實踐項目獲“大學生創新創業訓練計劃”立項。

目錄

第1篇LabVIEW編程入門實例

第1章溫度報警繫統

1．1溫度報警繫統程序編制說明

1．2溫度報警繫統程序編制步驟目錄

第1篇LabVIEW編程入門實例

第1章溫度報警繫統

1．1溫度報警繫統程序編制說明

1．2溫度報警繫統程序編制步驟

1．2．1溫度報警繫統前面板制作

1．2．2溫度報警繫統程序框圖編制

1．2．3溫度報警繫統調試、運行和保存

第2章可樂自動販售機

2．1可樂自動販售機程序編制說明

2．2可樂自動販售機程序編制步驟

2．2．1可樂自動販售機前面板制作

2．2．2可樂自動販售機程序框圖編制

2．3可樂自動販售機程序的保存和運行

2．3．1保存VI

2．3．2運行VI

第2篇機械工程領域常見物理量測量模塊

第3章滾珠絲杠副溫度測量模塊

3．1滾珠絲杠副溫度測量模塊程序編制說明

3．2滾珠絲杠副溫度測量模塊程序編制步驟

3．2．1滾珠絲杠副溫度測量模塊程序框圖編制

3．2．2滾珠絲杠副溫度測量模塊前面板制作

第4章滾珠絲杠副輸入扭矩測量模塊

4．1滾珠絲杠副輸入扭矩測量模塊程序編制說明

4．2滾珠絲杠副輸入扭矩測量模塊程序編制步驟

4．2．1滾珠絲杠副輸入扭矩測量模塊程序框圖編制

4．2．2滾珠絲杠副輸入扭矩測量模塊前面板制作

第5章滾珠絲杠副振動測量模塊

5．1滾珠絲杠副振動測量模塊程序編制說明

5．2滾珠絲杠副振動測量模塊程序編制步驟

5．2．1滾珠絲杠副振動測量模塊程序編制思路

5．2．2滾珠絲杠副振動測量模塊程序框圖編制

5．2．3滾珠絲杠副振動測量模塊前面板制作

第6章滾珠絲杠副定位精度測量與分析模塊

6．1滾珠絲杠副定位精度測量與分析模塊程序編制說明

6．2滾珠絲杠副定位精度測量與分析模塊程序編制步驟

6．2．1滾珠絲杠副定位精度測量模塊程序編制思路

6．2．2滾珠絲杠副定位精度測量模塊程序框圖編制

6．2．3滾珠絲杠副定位精度測量模塊前面板制作

6．2．4滾珠絲杠副定位精度分析模塊程序框圖編制

6．2．5滾珠絲杠副定位精度分析模塊前面板制作

第3篇基於滾珠絲杠副綜合性能實驗平臺

第7章滾珠絲杠副綜合性能測量與分析界面

7．1滾珠絲杠副綜合性能測量與分析界面程序編制說明

7．2滾珠絲杠副綜合性能測量與分析界面程序編制步驟

7．2．1滾珠絲杠副綜合性能測量與分析界面前面板制作

7．2．2滾珠絲杠副綜合性能測量與分析界面程序框圖編制

第8章滾珠絲杠副綜合性能測量與分析實例

8．1測試平臺

8.2測量內容

8．2．1滾珠絲杠副溫度測量

8．2．2滾珠絲杠副輸入扭矩測量

8．2．3滾珠絲杠副振動測量

8．2．4滾珠絲杠副定位精度測量

前言

前言
LabVIEW是專為測試、測量和控制應用而設計的繫統工程軟件，它提供了一種圖形化編程方法，可幫助讀者對應用程序的各個方面進行可視化，包括硬件配置、數據測量與分析。本書基於滾珠絲杠副綜合性能測量的工程實例，詳細介紹了使用LabVIEW編制滾珠絲杠副綜合性能測量繫統的步驟，此繫統包括溫度測量模塊、輸入扭矩測量模塊、振動測量模塊和定位精度測量與分析模塊。
滾珠絲杠副的溫升直接引起其部件溫度位移的變化，其溫度測量需要測量兩端軸承、工作臺和絲杠的溫度，絲杠溫度的測量需要考慮在工作狀態下，絲杠一直在做旋轉運動。第3章給出滾珠絲杠副溫度測量模塊程序編制的詳細步驟。
滾珠絲杠副輸入扭矩即是與絲杠連接的伺服電機輸出的扭矩，此扭矩數值是用來計算滾珠絲杠副傳遞效率的重要參數之一。滾珠絲杠副輸入扭矩的測量需要考慮電壓與扭矩的轉換關繫。第4章給出滾珠絲杠副輸入扭矩測量模塊程序編制的詳細步驟。前言
LabVIEW是專為測試、測量和控制應用而設計的繫統工程軟件，它提供了一種圖形化編程方法，可幫助讀者對應用程序的各個方面進行可視化，包括硬件配置、數據測量與分析。本書基於滾珠絲杠副綜合性能測量的工程實例，詳細介紹了使用LabVIEW編制滾珠絲杠副綜合性能測量繫統的步驟，此繫統包括溫度測量模塊、輸入扭矩測量模塊、振動測量模塊和定位精度測量與分析模塊。
滾珠絲杠副的溫升直接引起其部件溫度位移的變化，其溫度測量需要測量兩端軸承、工作臺和絲杠的溫度，絲杠溫度的測量需要考慮在工作狀態下，絲杠一直在做旋轉運動。第3章給出滾珠絲杠副溫度測量模塊程序編制的詳細步驟。
滾珠絲杠副輸入扭矩即是與絲杠連接的伺服電機輸出的扭矩，此扭矩數值是用來計算滾珠絲杠副傳遞效率的重要參數之一。滾珠絲杠副輸入扭矩的測量需要考慮電壓與扭矩的轉換關繫。第4章給出滾珠絲杠副輸入扭矩測量模塊程序編制的詳細步驟。
伴隨高速化的發展，滾珠絲杠副的振動問題越加突出。滾珠絲杠副的振動不僅產生污染環境的噪聲，還會直接影響滾珠絲杠副進給繫統的跟蹤精度。滾珠絲杠副的振動通常采用加速度傳感器進行測量，第5章給出滾珠絲杠副振動測量模塊程序編制的詳細步驟。
滾珠絲杠副的定位精度是螺母在數控繫統控制下運動所能達到的位置精度，即螺母在按照數控指令完成運動後實際位置與目標位置的差值。滾珠絲杠副的定位精度直接影響了機床加工工件的表面質量和精度。第6章給出滾珠絲杠副定位精度測量與分析模塊程序編制的詳細步驟。
後給出滾珠絲杠副綜合性能測量與分析界面程序編制的詳細步驟，並基於滾珠絲杠副綜合性能實驗平臺，使用已編制的滾珠絲杠副綜合性能測量與分析繫統，對軸承端、工作臺及絲杠的溫度、伺服電機的輸出扭矩、工作臺的振動與實驗臺的定位精度進行測量與分析。
本書主要由陳勇將編寫。此外，美國國家儀器有限公司（NI）院校計劃部大區經理高明澤也參與了部分內容的編寫。本書的出版得到了2017年*批產學合作協同育人項目（項目編號 201701009009）的支持。感謝清華大學出版社的編輯給我們的寫作提出了寶貴的意見。由於時間倉促，書中難免存在不妥之處，敬請讀者諒解並提出寶貴意見。
感謝丁海毅和劉祥在格式修改上提供的幫助。

陳勇將
2019年2月

在線試讀

第5章

滾珠絲杠副振動測量模塊

第5章滾珠絲杠副振動測量模塊
伴隨高速化的發展，滾珠絲杠副的振動問題越加突出。滾珠絲杠副的振動不僅能產生污染環境的噪聲，還會直接影響滾珠絲杠進給繫統的跟蹤精度。滾珠絲杠副的振動通常采用加速度傳感器進行測量。
5．1滾珠絲杠副振動測量模塊程序編制說明
1. 滾珠絲杠副振動測量模塊前面板
本實例的前面板界面如圖51所示： “通道設置”部分為3個“DAQmx物理通道”控件； “參數設置”部分包括4個“數值輸入”控件和3個“文本下拉列表”控件； “定時設置”部分包括2個“數值輸入”控件、1個“DAQmx接線端”以及1個“數值顯示”控件； “數據采集 ”部分包括1個“文件路徑輸入”控件和2個“布爾”控件； “數據顯示”部分為1個“波形圖表”顯示控件。
2. 滾珠絲杠副振動測量模塊程序框圖
程序框圖用於程序的構建，通過在框圖上放置函數、子VI和結構來創建具體的程序。本實例的程序框圖如圖52所示。第5章

滾珠絲杠副振動測量模塊

第5章滾珠絲杠副振動測量模塊
伴隨高速化的發展，滾珠絲杠副的振動問題越加突出。滾珠絲杠副的振動不僅能產生污染環境的噪聲，還會直接影響滾珠絲杠進給繫統的跟蹤精度。滾珠絲杠副的振動通常采用加速度傳感器進行測量。
5．1滾珠絲杠副振動測量模塊程序編制說明
1. 滾珠絲杠副振動測量模塊前面板
本實例的前面板界面如圖51所示： “通道設置”部分為3個“DAQmx物理通道”控件； “參數設置”部分包括4個“數值輸入”控件和3個“文本下拉列表”控件； “定時設置”部分包括2個“數值輸入”控件、1個“DAQmx接線端”以及1個“數值顯示”控件； “數據采集 ”部分包括1個“文件路徑輸入”控件和2個“布爾”控件； “數據顯示”部分為1個“波形圖表”顯示控件。
2. 滾珠絲杠副振動測量模塊程序框圖
程序框圖用於程序的構建，通過在框圖上放置函數、子VI和結構來創建具體的程序。本實例的程序框圖如圖52所示。
本VI使用“While循環”和“Case結構”作為設計框架，以NI自帶的“DAQmx數據采集”模塊作為主體部分。其中包括“DAQmx創建通道”“DAQmx定時”“DAQmx開始任務”“DAQmx讀取”“DAQmx停止任務”“DAQmx清除任務”等函數。同時在參考範例的基礎上修改數據記錄的方式，使用“寫入測量文件”函數來完成數據的記錄。具體的實現方法，請參看後面的操作步驟。

圖51滾珠絲杠副振動測量模塊前面板

5．2滾珠絲杠副振動測量模塊程序編制步驟
5．2．1滾珠絲杠副振動測量模塊程序編制思路

考慮到LabVIEW的NI範例中已有關於IEPE加速度傳感器數據的采集VI，IEPE加速度傳感器是指一種自帶電量放大器或電壓放大器的加速度傳感器，可以使用範例中此VI為振動測量程序提供一個初步的設計模板。在NI範例查找器中，依次選擇“硬件輸入與輸出”→DAQmx→“模擬輸入”→“IEPE連續輸入”範例。“IEPE連續輸入”範例的前面板和程序框圖如圖53和圖54所示。

圖53“IEPE連續輸入”範例的前面板

5．2．2滾珠絲杠副振動測量模塊程序框圖編制
1．創建基礎框架及通道設置

(1) 新建VI。類似於第2章“可樂自動販售機”的程序框圖。此處也采用了“While循環”和“Case結構”函數作為程序的主體框架。切換至程序框圖，依次創建“While循環”和“條件結構”，將它們放置在程序框圖合適的位置。結果如圖55所示。

圖55創建“循環結構”函數

(2) 設置“條件結構”的條件以及控件顯示樣式。在“條件結構”的“分支選擇器”處右擊，在彈出的快捷菜單中選擇“創建輸入控件”命令。雙擊“布爾”控件的“標簽”，將其修改為“確定參數”，結果如圖56所示。

圖56創建輸入控件

切換至前面板，右擊“確定參數”控件，在彈出的快捷菜單中選擇“替換”→“銀色”→“布爾”→“空白按鈕(銀色)”控件，隱藏控件的“標簽”，“確定參數”控件顯示為，如圖57所示。後面多處使用該命令，此處截圖作為提示，後面僅以文字說明。

圖57隱藏控件的“標簽”

右擊“確定參數”控件，在彈出的快捷菜單中選擇“屬性”命令。在“外觀”選項卡中勾選“顯示布爾文本”和“多字符串顯示”復選框，並將“開時文本”內容改為“重置參數”，將“關時文本”內容改為“確定參數”，如圖58所示。終“確定參數”控件顯示為。

圖58設置布爾控件參數

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