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機(jī)床測試系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2012-01-23 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

 加載控制: 3路

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/194507.htm

  總計DI:24路,AI:8路,DO:18路,AO:6路。

  本系統(tǒng)采用的輸入輸出接口卡均為PCI總線,由于和控制量較多,所以采用了三塊接口卡,通過硬件調(diào)線,設(shè)置其基地址分別為300H和330H。模擬信號輸入輸出通道相互獨(dú)立,分辨率為12位,其信號范圍如下:

  輸入范圍:-10V~+10V

  輸出范圍:-10V~+10V

  接口卡的數(shù)字輸入輸出信號與TTL電平兼容,易于和其他部分相連,特性如下:

  輸入低電平VIL≤0.8V

  輸入高電平VIH≥2.0V

  輸出低電平VOL≤0.5V

  輸出高電平VOH≥2.4V

  為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性,系統(tǒng)還采用了一塊隔離驅(qū)動卡,通過光電隔離等手段來保證計算機(jī)信號和外界信號的隔離,并把接口卡的輸出信號放大為伺服驅(qū)動器和離合器等所需強(qiáng)度控制信號。

  運(yùn)動控制模塊

  主要包括伺服系統(tǒng)和加載系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)由伺服電機(jī)驅(qū)動器、伺服電機(jī)和光電碼盤組成,其主要作用是控制過程中被測減速器按照一運(yùn)動規(guī)律運(yùn) 轉(zhuǎn)。本系統(tǒng)中,采用了3套松下(MINAS)伺服系統(tǒng)分別控制X、Y1、Y2三軸,該系統(tǒng)有速度控制、位置控制和轉(zhuǎn)矩控制三種控制方式,能滿足過程中 的各種運(yùn)動控制要求,在使用前,需進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,有關(guān)參數(shù)設(shè)置如下:

  NO.25=10000, NO.26=7200

  NO.27=1, NO.29=3

  伺服驅(qū)動器受計算機(jī)接口卡控制,接口卡的伺服指令輸出為+3V時,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分。計算機(jī)還通過接口卡控制伺服驅(qū)動器的符號 位、輸出禁止、SV-ON位和C-MODE位。符號為1時對應(yīng)CCW方向(正轉(zhuǎn)),脈沖輸出為1時禁止有效,SV-ON低電平有效,C-MODE低電平為 速度控制方式,高電平為位置控制方式,在測試過程中,根據(jù)測試項目不同,計算機(jī)按照程序改變這些控制信號,使伺服電機(jī)工作于不同方式和狀態(tài)。

  加載系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)向軸端提供虛擬負(fù)載,加載控制器接受計算機(jī)輸出的模擬信號,并根據(jù)這個信號調(diào)整加載裝置流過的電流,進(jìn)而控制軸端轉(zhuǎn)矩。

  傳感器模塊

  接近傳感器選用量程為20mm,輸出電壓為0~5V的WYD系列直流位移傳感器,該傳感器與電子電路集成一體,安裝使用方便,不需外加放大 器,可直接與計算機(jī)輸入輸出接口卡連接,進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理,進(jìn)而把相對位移的微變量提供給計算機(jī),系統(tǒng)共采用8個接近傳感器測試調(diào)高精度。

  轉(zhuǎn)矩傳感器選用JN338轉(zhuǎn)矩傳感器,該傳感器可實現(xiàn)能源及信號的非接觸傳遞,并做到了傳遞與是否旋轉(zhuǎn)無關(guān),與轉(zhuǎn)速大小無關(guān),與旋轉(zhuǎn)方向無關(guān),輸出信號為脈沖信號。

  增量式光電編碼器作為速度和位移傳感器,它的輸出一方面提供給伺服系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動控制,另一方面供計算機(jī)采集,計算機(jī)通過軟件對編碼器輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換和計數(shù),計數(shù)總值與脈沖當(dāng)量的積即為位移量,而短時間內(nèi)的位移量即為瞬時速度。

  接口軟件開發(fā)

  系統(tǒng)接口軟件主應(yīng)用程序是在Windows操作系統(tǒng)下,用可視化程序開發(fā)工具Visual Basic6.0開發(fā)的. 軟件操作界面采用Windows風(fēng)格,其框圖如圖2所示。

  

  圖2 系統(tǒng)軟件框圖

  Visual Basic6.0是一門功能強(qiáng)大的計算機(jī)高級可視化編程語言,但卻不能直接訪問計算機(jī)輸入輸出接口,為了解決這一問題,系統(tǒng)用C++語言編制了一個動態(tài)連 接庫(DLL),對硬件端口的訪問功能全在連接庫中實現(xiàn),當(dāng)需要訪問某個端口時,調(diào)用相應(yīng)的連接庫函數(shù),進(jìn)行動態(tài)連接。這樣不但實現(xiàn)了預(yù)定功能,而且使軟 件結(jié)構(gòu)優(yōu)化,節(jié)約了大量系統(tǒng)資源。

  結(jié)論

  以本測試系統(tǒng),運(yùn)行平穩(wěn),界面友好,操作方便,控制精度高,定位精度X軸Y1軸Y2軸都達(dá)到了0.024mm,重復(fù)定位精度X軸Y1軸Y2軸都達(dá)到了0.015mm。


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