[發(fā)明專利]一種蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110383635.4
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113092104A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王時龍;馬馳;王四寶;衡德超;曾令萬;楊勇;楊燦輝
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號: G01M13/023
• 分類號: G01M13/023
• 代理公司: 重慶航圖知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50247
• 代理人: 孫方

1.一種蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括電子傳動鏈數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號傳輸系統(tǒng)和電子傳動鏈處理系統(tǒng)；

所述電子傳動鏈數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)置于數(shù)據(jù)蝸輪母機(jī)上用于采集電子傳動鏈性能參數(shù)；

所述信號傳輸系統(tǒng)用于將電子傳動鏈數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的信號傳輸?shù)诫娮觽鲃渔溙幚硐到y(tǒng)；

所述電子傳動鏈處理系統(tǒng)用于接收信號傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)牟杉盘柌Σ杉盘栠M(jìn)行分析處理的。

2.如權(quán)利要求1所述的蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述電子傳動鏈處理系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理模塊、人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、實時顯示模塊、硬件驅(qū)動模塊和采集數(shù)據(jù)接口；

所述系統(tǒng)管理模塊用于管理人機(jī)交互界面、數(shù)據(jù)采集模塊和硬件驅(qū)動模塊；

所述數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊分別與人機(jī)交互界面連接；

所述實時顯示模塊分別與系統(tǒng)管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊連接，用于實時顯示信息處理結(jié)果；

所述硬件驅(qū)動模塊通過采集數(shù)據(jù)接口與電子傳動鏈數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。

3.如權(quán)利要求1所述的蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述電子傳動鏈性能參數(shù)包括電子傳動鏈的位置波動信號和電子傳動比波動信號。

4.如權(quán)利要求1所述的蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述電子傳動鏈數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括控制板和信號處理板，所述控制板通過通信接口與信號處理板連接；

所述控制板包括MCU系統(tǒng)電路以及分別與MCU系統(tǒng)電路連接的信號預(yù)處理電路、電源管理電路、USB通信接口電路、擴(kuò)展接口電路；

所述信號處理板包括緩存單元和FPGA系統(tǒng)；所述緩存單元與FPGA系統(tǒng)連接，并通過通信接口與控制板的MCU系統(tǒng)電路連接；

所述信號預(yù)處理電路通過三通信號接口與NC伺服器連接。

5.如權(quán)利要求3所述的蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述電子傳動鏈數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)還包括信號采集卡，所述信號采集卡包括主卡和若干從卡，所述主卡采用三通接口分別與每個從卡連接，所述主卡為計數(shù)卡，為每個從卡提供外部觸發(fā)時鐘。

6.如權(quán)利要求4所述的蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述信號采集卡為設(shè)置于待檢測處的位置傳感器和速度傳感器；所述位置傳感器和速度傳感器采集的信號分別傳輸?shù)酱龣z測的電子傳動鏈性控制系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)。

7.如權(quán)利要求7所述的蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述信號采集卡為設(shè)置于蝸輪母機(jī)伺服軸上待檢測處的位置傳感器和速度傳感器；所述位置傳感器和速度傳感器采集的信號分別傳輸?shù)酱龣z測的電子傳動鏈性控制系統(tǒng)和信號處理系統(tǒng)；所述信號采集卡為內(nèi)置傳感器或/和外置傳感器。

8.利用權(quán)利要求1-7中任一項所述的蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測系統(tǒng)進(jìn)行的檢測方法，其特征在于：包括以下步驟：

構(gòu)建電子傳動鏈性能測試模型，所述電子傳動鏈性能測試模型包括蝸輪母機(jī)伺服軸的位置波動分析模型和電子傳動比波動分析模型；

獲取蝸輪母機(jī)伺服軸的位置信號和電子傳動比信號；所述蝸輪母機(jī)伺服軸的位置信號和電子傳動比信號分別通過三通采樣方式獲取的，所述三通采樣方式為將采集信號進(jìn)行分流，將采集信號分別傳輸?shù)轿佪喣笝C(jī)的控制系統(tǒng)和采集系統(tǒng)中；

根據(jù)獲取的位置信號和電子傳動比信號按照構(gòu)建的位置波動分析模型和電子傳動比波動分析模型分別進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理：

輸出分析處理結(jié)果。

9.如權(quán)利要求8所述的蝸輪母機(jī)電子傳動鏈性能檢測方法，其特征在于：所述位置波動信號值按照以下公式計算：

[△_P]＝|[P'_C]-[P_C]|

式中：△_P——C軸位置波動/°；P_C——C軸位置采集值/°；

其中，

式中：P_C'——C軸理論位置值/°；P_B——S軸位置采集值/°；P_X——Y軸位置采集值/mm；P_Z——Z軸位置采集值/mm；P_Y——Y軸位置采集值/mm；P_Z——Z軸位置采集值/mm；K'_BC——B軸和C軸間理論電子傳動比；K'_XC——X軸和C軸間理論電子傳動比；K'_YC——Y軸和C軸間理論電子傳動比；K'_ZC——Z軸和C軸間理論電子傳動比；

所述電子傳動比波動信號按照以下公式計算：

式中：△_K——電子傳動比波動；

按照以下公式計算出實際電子傳動比：

式中：K_SC——S軸和C軸間實際電子傳動比；K_YC——Y軸和C軸間實際電子傳動比；K_ZC——Z軸和C軸間實際電子傳動比。