導(dǎo)語(yǔ)：運(yùn)動(dòng)精度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1測(cè)控系統(tǒng)原理與硬件配置

1.1測(cè)控原理

滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副作為機(jī)床的重要功能部件，能夠承受寬范圍載荷，并能承載多個(gè)方向上力及力矩的作用，力及力矩對(duì)于滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)影響會(huì)呈現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，其誤差范圍直接決定直線導(dǎo)軌副的定位精度和精度保持性。設(shè)計(jì)時(shí)只能允許滑塊沿導(dǎo)軌的軸向方向運(yùn)動(dòng)，但是由于制造誤差、安裝誤差、預(yù)加載荷等因素的影響，使其承受上下、左右方向的力，以及顛簸力矩、擺動(dòng)力矩和搖動(dòng)力矩，則運(yùn)動(dòng)精度應(yīng)該從六個(gè)自由度上進(jìn)行判定。根據(jù)山東博特精工股份有限公司對(duì)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)精度性能測(cè)量要求，僅檢測(cè)導(dǎo)軌副垂直方向直線度誤差和水平方向直線度誤差，也就是滑塊的頂面對(duì)導(dǎo)軌基準(zhǔn)地面的平行度S1和與導(dǎo)軌基準(zhǔn)側(cè)面同側(cè)的滑塊側(cè)面對(duì)導(dǎo)軌基準(zhǔn)側(cè)面的平行度S2，整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的工作原理：當(dāng)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)安裝上被測(cè)量導(dǎo)軌后，工控機(jī)通過運(yùn)動(dòng)控制卡控制直線電機(jī)滑臺(tái)在高速靜音導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)，滑臺(tái)上聯(lián)接板通過稱重傳感器與兩滑塊相連，被測(cè)量滑塊的頂面和側(cè)面安裝兩個(gè)電感測(cè)頭，滑塊在被測(cè)導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)電感雙測(cè)量頭測(cè)量滑塊相對(duì)于導(dǎo)軌基準(zhǔn)的偏移量。直線電機(jī)滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)位置通過計(jì)數(shù)卡記錄光柵尺脈沖信號(hào)個(gè)數(shù)來確定，每行走一定距離或一段時(shí)間間隔，根據(jù)計(jì)數(shù)卡設(shè)置的中斷基數(shù)中斷采集滑塊兩測(cè)量面的運(yùn)動(dòng)精度并通過串口將測(cè)量數(shù)據(jù)傳遞到工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)精度在線檢測(cè),按照導(dǎo)軌精度保持性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)導(dǎo)軌滑塊在兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)精度。

1.2系統(tǒng)硬件配置

高速滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要是完成模擬工況下運(yùn)動(dòng)精度的測(cè)量，根據(jù)試驗(yàn)要求和功能目標(biāo)的需要，應(yīng)該選擇合適的運(yùn)動(dòng)控制器及測(cè)量傳感器。

2測(cè)量軟件設(shè)計(jì)

2.1運(yùn)動(dòng)控制構(gòu)成

基于運(yùn)動(dòng)控制卡開發(fā)界面化集成高的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的軟件應(yīng)用VB來實(shí)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的具體功能如圖3所示。該控制軟件系統(tǒng)主要由位置反饋、參數(shù)設(shè)置、控制方式的選擇三個(gè)主要部分組成。位置反饋模塊主要記錄直線電機(jī)滑臺(tái)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)；參數(shù)設(shè)置模塊是在試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)行前設(shè)置試驗(yàn)控制參數(shù)，使得滑臺(tái)按照規(guī)定功能和設(shè)定路線往復(fù)運(yùn)動(dòng)；控制方式模塊是軟件控制的輸入端，是軟件控制系統(tǒng)的核心模塊。該運(yùn)動(dòng)控制軟件顯示了直線電機(jī)滑臺(tái)的運(yùn)行里程、運(yùn)行時(shí)間以及運(yùn)行次數(shù)，記錄直線電機(jī)滑臺(tái)當(dāng)前的位置和速度等重要參數(shù)，為滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)精度測(cè)試提供運(yùn)行參數(shù)依據(jù)。

2.2人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)

運(yùn)動(dòng)精度的測(cè)量軟件是保證精度測(cè)量關(guān)鍵，主界面是由工件參數(shù)設(shè)置、測(cè)量參數(shù)設(shè)置、測(cè)量界面、歷史查看、打印報(bào)表等部分組成。測(cè)量界面主要有兩個(gè)數(shù)據(jù)通道，分別記錄導(dǎo)軌副滑塊頂面中心對(duì)導(dǎo)軌基準(zhǔn)底面的直線度和與導(dǎo)軌基準(zhǔn)側(cè)面同側(cè)的滑塊側(cè)面對(duì)導(dǎo)軌基準(zhǔn)側(cè)面的直線度，能夠同時(shí)進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的曲線繪制、數(shù)據(jù)保存。測(cè)量界面上有個(gè)調(diào)零按鈕，它的作用是利用軟件調(diào)整電感測(cè)頭參數(shù)以適應(yīng)運(yùn)動(dòng)精度測(cè)量的要求。當(dāng)測(cè)量導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)精度時(shí)，需要通過調(diào)零按鈕調(diào)整電感顯示儀使其雙通道顯示為零，然后開始運(yùn)動(dòng)精度的測(cè)量。該運(yùn)動(dòng)精度測(cè)量軟件可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)精度的定時(shí)采集和位置采集，定時(shí)采集通過VB軟件內(nèi)部定時(shí)器每隔相同的時(shí)間段采集一次數(shù)據(jù)，但由于工作臺(tái)在不同時(shí)間間隔移動(dòng)的速度并不完全相同，因此此種采集方式并不能實(shí)現(xiàn)直線滑臺(tái)的精確定位。位置采集是借助PCI—1784計(jì)數(shù)卡來完成，解決了信號(hào)采集的定位誤差。為分析運(yùn)動(dòng)精度測(cè)量結(jié)果，對(duì)運(yùn)動(dòng)精度的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行曲線擬合，選用“誤差的平方和最小”的計(jì)算方法衡量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這樣的函數(shù)逼近試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方式符合實(shí)際要求，同時(shí)函數(shù)模型比較清晰。測(cè)量軟件的設(shè)計(jì)中采用了最小二乘法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行后處理，最小二乘法直線擬合實(shí)驗(yàn)結(jié)果求得滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的直線度誤差，對(duì)于直線度誤差的評(píng)定更加直觀，提高檢測(cè)效率。

3結(jié)束語(yǔ)

本文主要設(shè)計(jì)了滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)精度測(cè)量系統(tǒng)，利用VisualBasic6.0開發(fā)了試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度測(cè)試系統(tǒng)軟件，很好的完成滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)精度的測(cè)量任務(wù)。該測(cè)控試驗(yàn)臺(tái)已在企業(yè)投入應(yīng)用，設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行可靠，很好的為直線導(dǎo)軌副的精度檢測(cè)提供測(cè)試平臺(tái)。

作者:姜洪奎趙佳佳宋現(xiàn)春宋義順王璐單位:山東建筑大學(xué)濟(jì)南二機(jī)床集團(tuán)有限公司