專利名稱：一種基于編碼器數(shù)據(jù)采集的數(shù)控機(jī)床性能分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于數(shù)控機(jī)床的性能分析系統(tǒng)，屬于數(shù)控機(jī)床性能測試領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
伺服控制系統(tǒng)的控制效果好壞直接影響機(jī)床的加工精度和加工效率。目前，大多數(shù)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)不具備伺服軸動態(tài)特性測試和分析裝置，無法對控制參數(shù)的優(yōu)化處理提供可視化的實用工具?，F(xiàn)狀是機(jī)床生產(chǎn)廠家在針對不同機(jī)床的調(diào)試過程中往往只在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家提供的默認(rèn)伺服控制參數(shù)基礎(chǔ)上做微調(diào)，并沒有直觀系統(tǒng)分析作為依據(jù)；而由于受機(jī)床裝配工藝等因素的影響，每臺數(shù)控機(jī)床之間都存在一定差異，因此無法判斷所得參數(shù)是否最優(yōu)。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述存在的問題，本實用新型的目的是提供一種基于編碼器數(shù)據(jù)采集的數(shù)控機(jī)床性能分析裝置，利用該裝置，能夠量化分析機(jī)床伺服軸的動態(tài)響應(yīng)特性及軌跡跟蹤曲線，以便對機(jī)床的伺服控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。本實用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種基于編碼器數(shù)據(jù)采集的數(shù)控機(jī)床性能分析系統(tǒng)，其特征在于安裝在機(jī)床伺服電機(jī)上的編碼器輸出端與信號調(diào)理模塊的輸入端連接，信號調(diào)理模塊的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端連接，數(shù)據(jù)采集卡的輸出端與數(shù)據(jù)運(yùn)算處理器的輸入端，數(shù)據(jù)運(yùn)算處理器的數(shù)據(jù)分析結(jié)果通過顯示器輸出。本實用新型的有益效果本實用新型采用上述結(jié)構(gòu)，將機(jī)床伺服軸的編碼器信號引出，編碼器輸出信號經(jīng)由信號調(diào)理模塊調(diào)整，對其進(jìn)行放大及濾波處理；信號調(diào)理模塊將調(diào)理完的頻率信號傳送到數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡對頻率信號進(jìn)行采集，數(shù)據(jù)運(yùn)算處理器通過內(nèi)置的軟件編程對采集到的頻率信號進(jìn)行處理，得出分析結(jié)果，將需要的位置及速度變化曲線經(jīng)由顯示器展示出來。機(jī)床設(shè)計人員通過顯示的分析結(jié)果，結(jié)合實際應(yīng)用中的數(shù)控系統(tǒng)，進(jìn)一步對伺服控制系統(tǒng)的速度環(huán)及位置環(huán)的比例增益、積分常數(shù)、濾波器等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到提高機(jī)床加工精度和加工效率的目的。采用本實用新型數(shù)控機(jī)床性能分析系統(tǒng)，無需通過數(shù)控系統(tǒng)，只需通過編碼器信號就可以得到機(jī)床單軸的動態(tài)特性曲線、位置跟蹤曲線及多軸聯(lián)動的軌跡曲線，十分方便?？捎糜谒醒b有編碼器的數(shù)控機(jī)床上，對機(jī)床性能及狀態(tài)做出評估及預(yù)測，具有可視化、適用性強(qiáng)、效率高的特點，能夠提高數(shù)控機(jī)床加工精度及加工效率。

圖I為本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
[0007]如圖所示，一種基于編碼器數(shù)據(jù)采集的數(shù)控機(jī)床性能分析系統(tǒng)安裝在機(jī)床伺服電機(jī)上的編碼器1、2的輸出端與信號調(diào)理模塊3的輸入端連接，信號調(diào)理模塊3的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡4的輸入端連接，數(shù)據(jù)采集卡4的輸出端與數(shù)據(jù)運(yùn)算處理器5的輸入端連接，數(shù)據(jù)運(yùn)算處理器5的數(shù)據(jù)分析結(jié)果通過顯示器6輸出。其中信號調(diào)理模塊為美國NI公司生產(chǎn)，型號為SCXI_1126。數(shù)據(jù)采集卡同為美國NI公司生產(chǎn)，型號為PXI6123。本實施例中伺服電機(jī)編碼器設(shè)置為2路，實際應(yīng)用中具體涉及編碼器的數(shù)量依據(jù)數(shù)控機(jī)床的種類而定。
權(quán)利要求1.一種基于編碼器數(shù)據(jù)采集的數(shù)控機(jī)床性能分析系統(tǒng)，其特征在于安裝在機(jī)床伺服電機(jī)上的編碼器輸出端與信號調(diào)理模塊的輸入端連接，信號調(diào)理模塊的輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端連接，數(shù)據(jù)采集卡的輸出端與數(shù)據(jù)運(yùn)算處理器的輸入端，數(shù)據(jù)運(yùn)算處理器的數(shù)據(jù)分析結(jié)果通過顯示器輸出。
專利摘要一種基于編碼器數(shù)據(jù)采集的數(shù)控機(jī)床性能分析系統(tǒng)，通過將機(jī)床編碼器輸出的方波或正余弦信號經(jīng)信號調(diào)理模塊后送入數(shù)據(jù)采集卡，由數(shù)據(jù)采集卡內(nèi)部的計數(shù)功能對編碼器輸出信號的脈沖進(jìn)行計數(shù)，通過數(shù)據(jù)運(yùn)算處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地獲得機(jī)床軸的位置值與速度值，通過對機(jī)床軸速度環(huán)和位置環(huán)的時域和頻域響應(yīng)曲線研究，以及多軸聯(lián)動的軌跡跟蹤曲線研究，能夠?qū)C(jī)床的性能及狀態(tài)做出評估與預(yù)測，為機(jī)床伺服參數(shù)的優(yōu)化提供指導(dǎo)，以達(dá)到提高機(jī)床加工精度和加工效率的目的。
文檔編號G05B19/406GK202735779SQ20122027596
公開日2013年2月13日 申請日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者劉春時, 林劍峰, 曹文智, 馬曉波, 韓廣亮, 楊頊, 吳響亮, 孫名佳, 肖真詩, 肖云峰, 王冠明 申請人:沈陽機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司