快速切换数控系统测试平台的设计与实现

发布时间：2020-03-17 22:31

【摘要】：数控加工目前广泛运用于汽车、航空、航天领域,数控系统作为数控加工中核心控制部件,其功能、性能、可靠性直接影响着产品质量。为了选择合适的数控系统生产,有必要对其进行公正、客观的评价,以达到提高产品质量的目的。然而,由于硬件设施与实际生产条件,当下对数控系统的评价多数是采用不同机械床身来进行的。不同的床身由于材料工艺、制造工艺及装配工艺的不同,使得不同床身间存在机械特性上的差异,进而导致最终的评价结果与实际存在一定的误差。因此,需要将数控系统与机械床身配合进行基于生产现场的评价,采用同一床身搭载多套数控系统,在不同数控系统间切换测试,消除由不同机械床身的机械特性差异所引起的系统测试结果误差。然而由于数控系统控制复杂,电缆数量较多,切换耗时较长,容易引起环境变化并造成测量结果误差。为了解决这一问题,本论文将完成一套基于生产现场的快速切换数控系统测试平台的搭建。通过数控系统对床身控制信号进行分析,将信号分为伺服电机动力信号、电机编码器反馈信号、外置编码器反馈信号以及PLC输入输出信号,提出“数控系统的切换实质是完成对以上控制信号的切换”,通过对不同信号控制方式理解,制定合适的切换方案,实现数控系统的快速切换。伺服电机动力信号采用接触器切换控制方式;电机编码器与外置编码器由于信号干扰问题的存在,采用直接交换方式;而PLC输入输出信号采用PLC“转译”方式处理,整套切换装置基于西门子公司开发的S7-300PLC模块及对应的控制电路完成,通过S7-300完成数控系统选择,实现电机动力信号的切换,同时对S7-300编写程序,可实现PLC输入输出信号的“转译”,以完成数控系统切换装置的搭建。使用Winccflexible软件对触摸屏开发后嵌入切换装置,完成测试装置的搭建。最后将需要测试的数控系统与该装置连接,完成测试平台的搭建。该测试平台能够通过触摸屏以及简单操作,实现15min内完成数控系统的快速切换,避免了由于切换时间长造成的环境温度变化以及大量电缆更换时出现的错误对测试结果的影响。通过测试平台对国产数控系统与进口数控系统测试,能够客观评价国产数控系统与进口数控系统间的差距,对国产数控系统的发展提供有力的帮助。
【图文】：

伺服测试（华中8型系统）

3图 1-2 圆度测试（华中 8 型系统）可视这些方法多属于自查，忽略的床身传动部件的误差这些误差将会对试结果造成影响。为了避免这些误差，部分厂家采用外置仪器安装在床测量。例如在对数控机床的定位精度进行测量，常常使用雷尼绍公司的仪分别沿着数控机床的直线轴 X、Y、Z 架设，通过床身的运动进行测量，，激光干涉仪会通过一个参考位置对当前结果进行测量与计算，根据需应的测量结果，通过结果，我们即可完成后直线轴的定位精度的评价[15轴常常利用摆角测试仪等仪器配合激光干涉仪进行检测，但这种测试方是价格较高，通用性较差。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG659

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本文编号：2587796