一种数控伺服电机多参数性能测试系统及方法技术方案

一种数控伺服电机多参数性能测试系统及方法，其中所述测试系统包括数据采集子系统和数据访问与展示子系统，所述数据采集子系统可对数控系统伺服电机的电压、电流、温度、扭矩、振动加速度数据进行采集，所述数据访问与展示子系统用于对所采集的数据进行实时处理与显示。本发明专利技术的优点是，为数控系统中主要部件伺服电机的性能测试提供了一整套的测试系统，可同时采集伺服电机的包括电压、电流、温度、扭矩、振动加速度多种参数数据，使得利用本发明专利技术测试系统的数据对伺服电机的分析更加全面准确。此外本发明专利技术测试系统具有操作简单、数据显示直观等优点。

A multi parameter performance test system and method for CNC servo motor

A multi parameter performance testing system and method of the CNC servo motor, including the data acquisition subsystem and the data access and display subsystem, can collect the voltage, current, temperature, torque and vibration acceleration data of the servo motor of the CNC system, and the data is interviewed. The question and display subsystem is used to process and display the collected data in real time. The advantage of the invention is that it provides a complete set of testing system for the performance test of the servo motor of the main parts of the CNC system, and can collect the parameters of the servo motor including voltage, current, temperature, torque and vibration acceleration at the same time, so that the data of the system of the present invention test system can be used to analyze the servo motor more. Comprehensive and accurate. Besides, the testing system of the invention has the advantages of simple operation and intuitive data display.

【技术实现步骤摘要】
一种数控伺服电机多参数性能测试系统及方法
本专利技术涉及电机性能监测领域，特别是涉及了一种数控伺服电机多参数性能测试系统及方法，用于测试获得伺服电机的多种参数数据。
技术介绍
伺服系统是数控系统的重要组成部分，包含电子器件、电动机、相关软件等部分，涉及强电与弱电的控制。数控机床的运动速度、跟踪及定位精度，加工表面质量、生产率及工作可靠性等往往取决于伺服系统的动态和静态性能，一般数控系统的故障也主要出现在伺服系统上。伺服系统的性能优劣直接决定了数控系统的质量。对于伺服系统来讲，电子器件、软件等的老化程度相对较轻，而伺服电机更易出现明显的性能劣化，如零部件的磨损、腐蚀、老化、松动、疲劳裂缝增长等。此外，由于伺服电机结构复杂、失效模式多样，导致很难从失效的物理机理角度来分析研究其性能劣化过程，因此，本专利技术提出基于性能状态监测的数控系统伺服电机性能测试平台。传统的电机状态检测方法如电气分析法、温度监测法、振动监测法等，均从单一参数角度分析电机的性能，而单一参数分析难免造成分析结果的偏颇。因此一种可对数控系统中伺服电机的电压、电流、温度、振动、扭矩等参数进行监测、记录，提取其性能特征，为进一步发现其性能的时变规律，确定性能劣化程度和趋势及提高数控系统的可靠性提供数据支持的测试系统将会有助全面准确的分析数控系统中伺服电机的工作性能。
技术实现思路
针对上述内容，根据本专利技术的一个方面，公布了一种数控伺服电机多参数性能测试系统，包括：数据采集子系统和数据访问与展示子系统，其中所述数据采集子系统用于包括对数控系统伺服电机的电压、电流、温度、扭矩、振动加速度多种参数数据的采集，所述数据访问与展示子系统用于对所述数据采集子系统采集的多种参数数据进行实时处理以及实时显示，所述数据采集子系统和所述数据访问与展示子系统通过数据传输线缆相连。优选的，所述数据采集子系统包括：伺服电机加载平台、多个信号采集模块和信号适配器，其中所述伺服电机加载平台用于加载被测伺服电机，所述多个信号采集模块分别与所述信号适配器相连，所述信号适配器用于所述多种参数数据的汇总。更优选的，所述伺服电机加载平台包括：底座、4台拖动电机和升降机构，其中所述4台拖动电机作为负载，分别与数控系统中的主轴伺服电机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机相连，所述底座用于支撑整个伺服电机加载平台，所述升降机构通过升降实现被测伺服电机的载入。更优选的，所述多个信号采集模块包括：电流采集模块、电压采集模块、温度采集模块、振动加速度采集模块和扭矩采集模块；其中所述电流采集模块与所述电压采集模块分别与被测伺服电机的输入端相连；所述温度采集模块贴在被测伺服电机的外壁；所述振动加速度采集模块分为水平振动加速度采集模块与竖直振动加速度采集模块，并分别固定于被测伺服电机的水平与竖直位置；所述扭矩采集模块位于被测伺服电机与拖动电机之间。更优选的，所述信号适配器中包括信号采集卡，所述信号采集卡包括电流信号接口、电压信号接口、温度信号接口、扭矩信号接口、水平方向的振动加速度信号接口以及竖直方向的振动加速度信号接口，上述电流信号接口、电压信号接口、温度信号接口、扭矩信号接口、水平方向的振动加速度信号接口以及竖直方向的振动加速度信号接口分别与所述电流采集模块、电压采集模块、温度采集模块、扭矩采集模块、水平振动加速度采集模块以及竖直振动加速度采集模块相连接，所述信号采集卡用于将多个信号采集模块采集到的参数数据信息汇总后，通过USB数据线和数据访问与展示子系统相连，实现所述数据采集子系统和数据访问与展示子系统间的实时通信。优选的，所述数据访问与展示系统包括：计算机与显示器。根据本专利技术的另一个方面，公布了一种使用上述一种数控伺服电机多参数性能测试系统的方法，包括：设置测试系统测试参数；根据设置测试系统的测试参数实时获取采集数据；对采集数据进行实时处理；对采集数据以及处理结果进行存储；实时显示数据采集结果以及处理结果。进一步地，所述设置测试系统测试参数包括对每个测量参数进行上、下限报警值的设定。进一步地，所述对采集数据进行实时处理包括：根据采集数据形成状态曲线。进一步地，所述对采集数据以及处理结果进行存储包括：对测试数据和状态曲线进行自动连续存储或手动选点存储。本专利技术的优点是，为数控系统中主要部件伺服电机的性能测试提供了一整套的测试系统，从被测伺服电机的载入，到被测伺服电机性能数据的采集，再到被测伺服电机性能数据处理与输出，其中所述性能数据包括电压、电流、温度、扭矩、振动加速度多种数据。本专利技术测试系统可同时采集伺服电机的包括电压、电流、温度、扭矩、振动加速度多种参数数据，使得利用本专利技术测试系统的数据对伺服电机的分析更加全面准确。此外本专利技术测试系统具有操作简单、数据显示直观等优点。附图说明通过阅读下文具体实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出具体实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术的测试系统结构组成图。图2为本专利技术的电压采集模块以及电流采集模块接入示意图。图3为本专利技术的温度采集模块、水平和竖直方向振动采集模块以及扭矩采集模块接入位置示意图。图4为本法明的测试系统的工作流程图。图5为本专利技术的测试系统的显示界面截图。具体实施方式本专利技术公开了一种数控伺服电机多参数性能测试系统及方法，可对伺服电机的电压、电流、温度、扭矩、振动加速度参数数据进行采集与监控。通过对每种参数的报警值设定，测试伺服电机的工作性能是否可达到要求，此外还可通过本专利技术测试系统采集的多种参数数据以及生成的对应的状态曲线，从而对被测伺服电机进行综合评估。所述系统以及实现方法如下：如图1所示，本专利技术一种数控伺服电机多参数性能测试系统，包括：数据采集子系统和数据访问与展示子系统，其中数据采集子系统又包括：伺服电机加载平台、多个信号采集模块以及信号适配器，并且所述信号适配器内包含信号采集卡。所述多个信号采集模块采集到的多种信号统一通过所述信号采集卡进行汇总，最终所述信号采集卡可通过通信线缆实现所述数据采集子系统与所述数据访问与展示子系统间的信息交互。具体的，所述伺服电机加载平台包括：底座、4台拖动电机和升降机构，其中所述4台拖动电机作为负载，分别与数控系统中的主轴伺服电机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机相连，所述底座用于支撑整个伺服电机加载平台，所述升降机构通过升降实现被测伺服电机的载入。更具体的，所述主轴伺服电机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机分别与其对应的伺服单元相连，其分别为，主轴伺服单元、X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元，所述四种伺服电机与其对应的四种伺服单元共同组成NC(数控)模块。其中X轴伺服单元、Y轴伺服单元、Z轴伺服单元又称为适给伺服单元，X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机又被称为适给伺服电机。所述主轴伺服电机与所述适给伺服电机通过联轴器以轴连的方式与四台拖动电机相连，由四台拖动电机作为负载用来控制所述被测伺服电机的工况。上述中，伺服单元是数控机床的“执行机构”，能够准确地执行由CNC(数控机床)装置发出的运动命令，伺服单元的作用主要有：一是使坐标轴按照数控装置给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控伺服电机多参数性能测试系统，其特征在于，包括：数据采集子系统和数据访问与展示子系统，其中所述数据采集子系统用于包括对数控系统伺服电机的电压、电流、温度、扭矩、振动加速度多种参数数据的采集，所述数据访问与展示子系统用于对所述数据采集子系统采集的多种参数数据进行实时处理以及实时显示，所述数据采集子系统和所述数据访问与展示子系统通过数据传输线缆相连。

【技术特征摘要】
1.一种数控伺服电机多参数性能测试系统，其特征在于，包括：数据采集子系统和数据访问与展示子系统，其中所述数据采集子系统用于包括对数控系统伺服电机的电压、电流、温度、扭矩、振动加速度多种参数数据的采集，所述数据访问与展示子系统用于对所述数据采集子系统采集的多种参数数据进行实时处理以及实时显示，所述数据采集子系统和所述数据访问与展示子系统通过数据传输线缆相连。2.根据权利要求1所述的一种数控伺服电机多参数性能测试系统，其特征在于，所述数据采集子系统包括：伺服电机加载平台、多个信号采集模块和信号适配器，其中所述伺服电机加载平台用于加载被测伺服电机，所述多个信号采集模块分别与所述信号适配器相连，所述信号适配器用于所述多种参数数据的汇总。3.根据权利要求2所述的一种数控伺服电机多参数性能测试系统，其特征在于，所述伺服电机加载平台包括：底座、4台拖动电机和升降机构，其中所述4台拖动电机作为负载，分别与数控系统中的主轴伺服电机、X轴伺服电机、Y轴伺服电机、Z轴伺服电机相连，所述底座用于支撑整个伺服电机加载平台，所述升降机构通过升降实现被测伺服电机的载入。4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个信号采集模块包括：电流采集模块、电压采集模块、温度采集模块、振动加速度采集模块和扭矩采集模块；其中所述电流采集模块与所述电压采集模块分别与被测伺服电机的输入端相连；所述温度采集模块贴在被测伺服电机的外壁；所述振动加速度采集模块分为水平振动加速度采集模块与竖直振动加速度采集模块，并分别固定于被测伺服电机的水平与竖直位置；所述扭矩采集模块位于被测伺服电...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭翀，彭慎华，刘强，高连生，夏继强，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11