[發明專利]一種便攜式直線電機多軸聯動測控系統

有效

• 申請號: 201410441292.2
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104181467B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 余海濤;王亞魯;胡敏強;黃磊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G08C17/02;G05B19/042
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 黃成萍

技術領域

本發明涉及一種電機自動測試領域，尤其涉及一種便攜式直線電機多軸聯動測控系統。

背景技術

伴隨著直線電機驅動的XY工作臺、五軸加工中心、車銑復合機床等多軸加工機床越來越廣泛的應用，適用于復雜形面高速高精加工的多軸運動控制技術越來越受到人們的重視。在直線電機的測試或控制過程中，一些位置、電量等參數的控制與監測是至關重要的，直接關系到電機的精度性能。

現有的直線電機多軸聯動測控系統，均需要將各傳感器提供的在線信號實測值通過相應的有線電纜傳輸至計算機，對電機安裝的多個傳感器大量的引出電纜不僅造成有線電纜的資源浪費，還會引起布線困難。專利號CN200910200943.8提出了一種基于虛擬儀器的直線電機測試方法、裝置及系統設計，但這種設計對于實際運用中的多軸運動平臺，并不能滿足測試其主要性能的需要、測試精度方面還有待提高。在工業現場，直線電機的測控裝置比較繁瑣，對布線困難、要求簡單的情況，采用傳統測控系統即增加勞動力與勞動時間、占地面積大，又不能保證精度。

因此，設計一種便攜式直線電機多軸聯動測控系統十分必要，是直線電機測試領域亟待解決的問題之一。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種便攜式直線電機多軸聯動測控系統，結合無線技術、傳感器技術對電機進行實時監測與控制，解決布線困難的問題，省時省力，可以做到移動監測，即可利用獨立的便攜式測控系統進行對電機的監測與控制，也可通過將該測控系統與計算機連接完成測控；該系統可以控制并采集各軸直線電機的定位、速度、加速度、電流及其他性能參數，同時能夠實現直線電機勻速性測試，并提高測試精度和測試速度。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種便攜式直線電機多軸聯動測控系統，包括多軸運動控制卡、光柵/激光干涉儀、電流傳感器、電壓傳感器、信號調理電路和無線收發模塊；多軸運動控制卡通過無線收發模塊控制被測直線電機完成測控動作；光柵/激光干涉儀對被測直線電機的位置/速度信號進行檢測，電流傳感器對被測直線電機的電流信號進行檢測，電壓傳感器對被測直線電機的電壓信號進行檢測，檢測得到的位置/速度信號、電流信號和電壓信號通過無線收發模塊發送給信號調理電路，信號調理電路對接收到的信號進行預處理，并將預處理后的信號發送給多軸運動控制卡進行分析與顯示。

工作時，多軸運動控制卡通過無線收發模塊控制被測直線電機按完成測控動作，在被測直線電機按完成相應測控動作的同時，光柵激光干涉儀、電流傳感器和電壓傳感器完成對被測直線電機各種信號的檢查，經信號調理電路后發送給多軸運動控制卡，多軸運動控制卡結合所有信息，對被測直線電機進行測控分析，存儲并顯示測控結果。

本發明提供的測控系統，由于采用無線收發模塊進行通信，具有簡易便攜、避免布線復雜、采樣速度快、測試精度高、處理效率高等優點。多軸運動控制卡包含液晶顯示屏與鍵盤，通過鍵盤可以輸入被測直線電機的控制信息，使被測直線電機完成測控動作，通過液晶顯示器可以顯示傳感器檢測的被測直線電機的相關信息以及輸入的控制信息，比如鍵盤輸入控制參數(如速度、位移、傳感器參數設置、登錄信息等)，無需連接計算機也能夠形成獨立的測控系統。

優選的，還包括LABVIEW界面的計算機，計算機與多軸運動控制卡相連接，通過LABVIEW界面輸入測控動作信息和顯示檢測信息。通過LABVIEW指令實現對采集數據的處理，實時地以圖表、圖線形式顯示采集的數據，同時將數據存儲到計算機中，并且能以離線方式對歷史數據進行查詢和圖形化顯示；同時，通過LABVIEW界面也可以完成各種命令的輸入。

信號處理模塊既包括多軸運動控制卡自帶信號處理模塊，主要完成液晶屏的顯示與鍵盤輸入；也包括由計算機通過LABVIEW軟件設計實現的信號處理模塊，即通過LABVIEW指令實現對采集數據的處理，實時地以圖表、圖線形式顯示采集的數據，同時將數據存儲到計算機中，并且能以離線方式對歷史數據進行查詢和圖形化顯示。以計算機為核心、結合相應的軟件功能模塊和儀器硬件的虛擬儀器較傳統儀器具有較大的優勢，比如軟件使得開發與維護費用低、價格低、可重配置性強等。

優選的，計算機與多軸運動控制卡之間通過無線收發模塊連接。