滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统设计.pdf

《滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统设计南京理工大学机械工程学院(江苏210094)冯虎田汉江机床有限公司(陕西723003)杨艳国王小牧彭晓强经过几十年的发展，滚动直线导轨副已经日趋成为要处理后由数据采集卡采集，由计算机处理分析，将电国际通用的一种支承及传动装置，越来越多被数控机械、压值转换成摩擦力数值，从而测得滚动直线导轨副在运自动化设备所采用，在工业生产中得到广泛的应用。动过程中摩擦力的动态变化情况，原理如图1所示。滚动直线导轨副的摩擦力是导轨副的重要性能指标。摩擦作为滚动直线导轨副的主要能量消耗途径，直接影响导轨

2、副的使用寿命、承载能力及运动精度等方面。因此对滚动直线导轨副的摩擦力进行检测具有相当的实际意义。目前国内的生产厂家对直线导轨副摩擦力的测量主被测导轨副运动方向要使用弹簧秤进行手工测量，这种方法无法真实地反映图1滚动直线导轨副摩擦力动态测量原理出滚动直线导轨副在运动时的摩擦力情况。针对其目前2．系统硬件构成的检测状况，汉江机床有限公司运用计算机技术和控制本系统的硬件总体构成原理如图2所示。技术，研制了滚动直线导轨副摩擦力动态测量系统，解决当前滚动直线导轨副摩擦力检测方面的难题，从而大大提高了导轨副的检测效率和准确度。1

3、．测量方法测量系统采用间接比较法，将待测力通过力传感器转化为其他物理量，然后进行信号处理以及模数转换。我们选用电阻应变式力传感器，它灵敏度好，能感应出摩擦力的动态微小变化，检测精度高。电阻应变式力传感器由弹性体、电阻应变片和测量电桥组成。在被测力作用下，弹性体产生与其正比的弹性变化，在弹性体特定部位粘贴的电阻应变片将应变转换成与其正比的电阻变化，电阻应变片的电阻变化通过测量电桥的处理，转化成与之成线性关系的电压输出。图2直线导轨副摩擦力测量系统构成原理拉力传感器安装在工作台侧面，测量时通过连杆与1．伺服电动机2．直线

4、导轨3．滑块4．称重传感器待测滚动直线导轨副滑块相连。当伺服电动机驱动机构5．S形拉力传感器6．丝杠螺母7．行程／限位开关驱动工作台带动滑块匀速运动时，由牛顿经典力学定8．记录仪9．工控机律，可知驱动力F等于导轨副的动摩擦力。驱动力F引整个测量系统从功能上可以分为测量采集系统和控起力传感器传感元件的变化，产生电压信号，信号经必制系统两部分。测量采集系统由S形拉力传感器作为摩2010年第20期参磊工冷加工www．meta

5、working1950．corn擦力的测量元件，由多功能数据采集卡采集动态测量数据。控制系统中，主

6、轴驱动采用交流伺服电动机作为拖动元件，由运动控制器控制其运行。工控机和采用单片机为处理器的控制面板均可以控制电动机运行，工控机与控制面板间采用基于RS232的串口通信，实现伺服电动机控制信号的传输。工控机通过电动机控制卡控制交流伺服电动机，驱动主轴带动工作台移动，从而带动滚动直线导轨副的滑块运行。由拉力传感器实时采集摩擦力动态信号，经滤波处理后送到多功能数据采集卡，实时显示采集的摩擦力动态曲线。当工作台完成一次标准测量(单程或往返一次)，触发限位开关，限位开关向工控机发出信号，停止采集及伺服电动机的运行，工控机对采集

7、到的数据进行分析处理、打印报告，将数据存人数据库。3．软件设计本测控软件采用VisualBasic6．0编写，采用模块化的设计思想，配套成熟的应用软件，采用动态链接库函图3动态测量程序流程数对应相关硬件的操作，实现摩擦力动态数据的采集、机速度最高可达2000r／min，在高速运行换向时对机械分析，并结合Access数据库设计了导轨副综合测量信息机构冲击过大，易造成设备损坏，所以在换向前应减速数据库、人员及测量标准数据库以及数据库管理软件，以降低对机构的冲击。用于保存导轨副参数信息，动态测量原始数据，分析数据我们采用运

8、动控制卡库函数中的断点自动刷新命结果等，能够很好地满足工厂的实际生产测量需要。令”nn=GT_PosBrk()”和”GT_SetBrkCn()”解决本系统主要包括以下模块：参数输入与测量判断、了这一问题。自动刷新命令可以设定某一条件(断点)，导轨副加载跑合、动态测量与显示、数据分析、数据存当控制轴运动满足该条件时，控制器将自动刷新控制轴储、历史查询、打印报表、电动机测试及状态监测。操参数。设定在跑合的第一个来回伺服电动机低速运行，作软件动态测量程序流程如图3所示。主机记录全程距离并计算相应的减速距离，设置好断由于工业

9、现场干扰强烈，为保证采集数据的稳定点。在下一次跑合中，只要触发断点即可刷新运动参性，除了在硬件采集电路上采用低通滤波电路外，在软数，在换向前减速，满足要求。由于高速与低速运行时件上也采用了滑动平均值滤波算法，软硬结合，消弱高所需减速距离不一样，速度越高所需距离越长，因此在频干扰信号的影响。程序中设有两种减速距离分别供高低速跑合试验选择。滑动平均