基于计算机的数控钻床测试系统

在工业生产测验进程中，常常要对温度、流量、压力等模仿量进行收集，对继电器、触摸器等开关量进行操控，此外还有步进电机和伺服电机进行准确的位移操控。一种依据核算机的钻床测验体系，把各种操控量集成在一起构成闭环操控体系很有。这篇文章以一台核算机为主操控器，选用Windows个性接口软件，核算和测验，信息处置，体系，作业界面友爱，操作便利，完结了多参数测验进程主动化，提高了测验效率和准确性。

体系功用及特色

体系以对钻床功用影响大的参数集成测验为目的，具有以下功用和特色：

（1）体系对减速器具有丈量载荷，进行空载试验、负载试验、惯性负载试验、离合器通断试验、回差试验等功用，可一起对X、Y1、Y2三轴进行测验；
（2）体系对主动调高体系具有在线丈量；调功用，可一起测验8机头，对进给间隔具有主动设置和用户给定功用，误差值随着机头的进给实时核算并显示；
（3）具有主动测验时间设定、加虚拟负载、载荷调理功用；
（4）对操控体系具有高温老化试验功用，主动监测和记载体系状况；
（5）丈量数据动态显示，假如发现数据超支当即报警或停止试验；
（6）测验成果进行主动剖析和打印，并可进行有关文件操作，以便对测验成果进行深层剖析和核算。

体系硬件布局和构成

体系选用模块式布局，以核算机作为主操控器。核算机有着丰富的软硬件资本和强壮的体系功用，运算和操控速度高，在现场操控上有着杰出的操控功用。体系其他有些都经过接口卡与核算机相连，被其操控一起为其供给测验数据。经过执行核算机上的接口软件，体系的硬件布局框图如图1所示。有以下有些：

图1 体系布局框图

主操控器

体系的主操控器由一台工控核算机、规范键盘、鼠标器、CRT彩色显示器和打印机等构成。核算机作为体系的主操控器，经过接口卡操控其他有些动作，收集测验数据，并对这些数据进行杂乱的核算和剖析，完结体系集成的各项测验功用，一起在测验的进程中，对测验成果进行实时动态显示，假如发现超支即进行报警处置，并主动记载毛病时间，以便操作者采纳有关办法。操作者可经过显示器、键盘和鼠标进行人机操作，挑选相应的测验项目，输入的测验参数，监测整个测验进程，并进行相应的文件操作，经过打印机打印测验成果。

接口模块

接口模块包含阻隔驱动卡，输入输出接口卡。输入输出接口卡担任核算机对测验设备的操控和数据收集，分为数字信号接口和模仿信号接口，模仿输入（AI）选用研华PCI-726，模仿输出（AO）选用研华PCI-1710，阻隔驱动卡数字输入（DI）数字输出（DO）选用研华PCI-734。详细通道数断定如下：

数字输入（DI）：
转矩传感器3路
码盘18路
毛病报警3路

模仿输入（AI）：
挨近传感器8路

数字输出（DO）：
离合器3路
脉冲制止3路
SV-ON3路
脉冲串3路
符号3路
C-MODE3路

模仿输出（AO）：
伺服指令：3路
加载操控：3路

总计DI：24路，AI：8路，DO：18路，AO：6路。

本体系选用的输入输出接口卡均为PCI总线，因为测验和操控量较多，所以选用了三块接口卡，经件调线，设置其基地址分别为300H和330H。模仿信号输入输出通道彼此独立，分辨率为12位，其信号规模如下：

输入规模：-10V～+10V
输出规模：-10V～+10V

接口卡的数字输入输出信号与TTL电平兼容，易于和其他有些相连，特性如下：

输入低电平VIL≤0.8V
输入高电平VIH≥2.0V
输出低电平VOL≤0.5V
输出高电平VOH≥2.4V

为了体系作业的性，体系还选用了一块阻隔驱动卡，经过光电阻隔等手法来核算机信号和外界信号的阻隔，并把接口卡的输出信号放大为伺服驱动器和离合器等所需强度操控信号。

图2 体系软件框图

Visual Basic6.0是一门功用强壮的核算机可视化编程言语，但却不能直接拜访核算机输入输出接口，为了处理这一疑问，体系用C++言语编制了一个动态衔接库(DLL)，对硬件端口的拜访功用全在衔接库中完结，当需求拜访某个端口时，调用相应的衔接库函数，进行动态衔接。这样不光完结了预订功用，而且使软件布局优化，节省了很多体系资本。

定论

以本体系规划的钻床测验体系，作业平稳，界面友爱，操作便利，操控，定位精度X轴Y1轴Y2轴都达到了0.024mm,重复定位精度X轴Y1轴Y2轴都达到了0.015mm。

运动操控模块

包含伺服体系和加载体系。伺服体系由伺服电机驱动器、伺服电机和光电码盘构成，其作用是操控测验进程中被测减速器依照一运动规律作业。本体系中，选用了3套松下（MINAS）伺服体系分别操控X、Y1、Y2三轴，该体系有速度操控、方位操控和转矩操控三种操控方法，能满足测验进程中的各种运动操控需求，在运用前，需进行参数设置，有关参数设置如下：

NO.25=10000, NO.26=7200 
NO.27=1, NO.29=3

伺服驱动器受核算机接口卡操控，接口卡的伺服指令输出为+3V时，伺服电机转速为1500转/分。核算机还经过接口卡操控伺服驱动器的符号位、输出制止、SV-ON位和C-MODE位。符号为1时对应CCW方向(正转),脉冲输出为1时制止有用，SV-ON低电平有用，C-MODE低电平为速度操控方法，高电平为方位操控方法，在测验进程中，依据测验项目不一样，核算机依照程序改变这些操控信号，使伺服电机作业于不一样方法和状况。

加载体系担任向轴端供给虚拟负载，加载操控器承受核算机输出的模仿信号，并依据这个信号调整加载设备流过的电流，进而操控轴端转矩。

传感器模块

挨近传感器选用量程为20mm，输出电压为0～5V的WYD系列直流位移传感器，该传感器与电子电路集成一体，装置运用便利，不需外加放大器，可直接与核算机输入输出接口卡衔接，进行模数变换及数据处置，进而把相对位移的微变量供给给核算机，体系共选用8个挨近传感器测验调。

转矩传感器选用JN338转矩传感器，该传感器可完结动力及信号的非触摸传递，并做到了传递与是否旋转无关，与转速巨细无关，与旋转方向无关，输出信号为脉冲信号。

增量式光电编码器作为速度和位移传感器，它的输出一方面供给给伺服体系进行运动操控，另一方面供核算机收集，核算机经过软件对编码器输出信号进行变换和计数，计数总值与脉冲当量的积即为位移量，而短时间内的位移量即为瞬时速度。

接口软件

体系接口软件主应用程序是在Windows操作体系下，用可视化程序工具Visual Basic6.0的. 软件操作界面选用Windows个性,其框图如图2所示。