一种齿轮动态传动误差测控系统技术方案

一种齿轮动态传动误差测控系统包括：一测试用电脑适于承载采集卡和信号处理功能；一数据采集系统，包括圆光栅、光栅轴套、光栅读数头、接线盒、数据采集卡；一运动控制系统，包括变频器、变频电机、齿轮箱、程控电源、磁粉制动器，齿轮箱具有独特设计的偏心套；电脑采用labview程序采集存储信号，通过串口通讯程序控制变频器和程控电源。本发明专利技术能够达到齿轮高速动态传动误差的精密测量，操作简单，便于维护。

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮动态传动误差测控系统
本专利技术专利涉及一种齿轮动态传动误差测控系统，特别是关于齿轮动态中高速传动误差的精密测量系统。
技术介绍
工业界的很多检测与实验已证实振动、噪声和传动误差有着直接的联系，如果不进行传动误差测试，就很难对振动和噪声进行研究和控制。而目前的传动误差测试系统通常在低速、空载下进行，把传动系统作为一个理想的，没有振动的系统进行测试。而在高速工况下，目前的传动误差测试系统还不能达到准确测试要求。目前国内关于传动误差测量仪器的现状是随着计算机技术的迅猛发展，计算机对测试数据处理的软件功能方面大大增强，CAT技术发展迅速。TE检测很多使用计算机作为辅助测试的手段。在计算机盛行的今天，许多直接将计算机用作测试过程的新仪器在市面上屡见不鲜，许多系统直接在Windows操作系统上运行，大大地提高了仪器的多功能性和方便性。而根据测量系统处理信号的特点，可将其分为两大类，模拟比相法和数字法。模拟比相法将两路正弦信号按传动比分频比相以确定传动误差值，因此难以实现对非整数传动比系统的测量，并存在相位翻转问题，虽然此种方法没有最高测量转速的限制，但在数字化的今天已不再适用，因此不作过多介绍。数字法实现方法简单，虽然测试最高转速受传感器信号传输速率限制，但仪器可扩展性和稳定性都很好，CAT程度高，是目前测试仪器的主流。数字法也可以分为两种，一种是具有传统的传感器、上位机、下位机模式，还有一种是基于传感器一采集卡一微机模式，也就是目前常用的虚拟仪器的一种。如华中理工大学宾鸿赞教授开发的“传动误差测量与控制的新型硬件、软件系统”采用Pentium工控机作为上位机，适用于工业现场，运算速度高，实现复杂的控制算法和提供Windows平台；测量控制接口卡对位置测量与电机控制的功能，采用高速单片机和GAL技术，具有高速信号处理能力、 光栅信号的细分辩向功能和信号整形等抗干扰能力。加上光栅检测元件、步进电机及其驱动模块构成整个系统。另外目前国内很少有关于高速传动误差测试的相关文献和产品，国外虽然有检测高速传动误差的设备，但价格太高(如T20机床为40多万美元)，很难做到广泛应用。
技术实现思路
为了达到高速工况下，对齿轮传动误差进行准确测试的要求，本专利技术提供一种齿轮动态传动误差测控系统。本专利技术的技术方案为一种齿轮动态传动误差测控系统，包括一测试用电脑，适于承载采集卡和信号处理功能，该测试电脑包括至少一输出装置，将控制信号输出；数据采集系统包括圆光栅、光栅轴套、光栅读数头、接线盒和数据采集卡；运动控制系统包括变频器、变频电机、齿轮箱、程控电源和磁粉制动器。3—种齿轮动态传动误差测控系统，动力装置使用“变频器+笼型感应电动机(专用变频电动机)”的交流调速方式。它的优点是机械自动化程度、生产效率大为提高、节约能源、提高产品合格率及产品质量、减小电源系统容量、为了达到高速工况下，对齿轮传动误差进行准确测试的要求，本专利技术提供一种齿轮动态传动误差测控系统。本专利技术的技术方案为一种齿轮动态传动误差测控系统，包括一测试用电脑，适于承载采集卡和信号处理功能，该测试电脑包括至少一输出装置，将控制信号输出；数据采集系统包括圆光栅、光栅轴套、光栅读数头、接线盒和数据采集卡；运动控制系统包括变频器、变频电机、齿轮箱、程控电源和磁粉制动器。一种齿轮动态传动误差测控系统，动力装置使用“变频器+笼型感应电动机(专用变频电动机)”的交流调速方式。它的优点是机械自动化程度、生产效率大为提高、节约能源、提高产品合格率及产品质量、减小电源系统容量、设备小型化、增加舒适性。一种齿轮动态传动误差测控系统，加载装置使用的是“磁粉制动器+程控电源”的加载变载方式。磁粉制动器是一种性能优越的自动控制元件。它以磁粉为工作介质，以激磁电流为控制手段，达到控制制动或传递转矩的目的。其输出转矩与激磁电流呈良好的线性关系而与转速或滑差无关，并具有响应速度快结构简单等优点。该型磁粉制动器支持联轴节式安装方式，并可以使用水冷的冷却方式。而WLK-5B程控电源支持“通信” “遥控” “手动”三种控制方式。一种齿轮动态传动误差测控系统，设计了方便拆卸和调换齿轮的开式齿轮箱，并设计了偏心套结构，所谓偏心套结构，是指一个外径中心和内径中心不重合，距离相差了 Imm (不包括工差)的套筒。在实际安装操作中，可以通过旋转此偏心套，来实现一对啮合齿轮中心距离的调整。齿轮中心距可调，可以模仿多种安装误差。一种齿轮动态传动误差测控系统，选用的光栅盘是美国GSI公司生产的Mirco System系列的圆光栅(Rotary Scale),此光栅具有16384条刻线，不加装细分电路的话，每转可以输出16384个正弦波，分辨率为 2:τ/16384 = 3.8350e-004弧度。他可以输出两路正弦波，幅值为IV (±5%)，波长为20 m ，相位差为π 2。此光栅盘自带编码器(Encoder)，此读数头使用的是15针D-Sub接口，接口形式与RS232相同，但是使用的协议方式不同，在使用的时候重新定义接口，为编码器进行供电和数据传输。一种齿轮动态传动误差测控系统，设计了可以装配到轮轴上的，方便光栅盘装卸的光栅套筒。套筒上具有螺丝，与螺盘相配合。光栅盘套在套筒上，正反面都有软垫保护， 可以防止磨损和挤压。套筒与轴是间隙配合，使用玻璃胶粘结。一种齿轮动态传动误差测控系统，设计了可以承载和方便调节读数头高度的滑轨直ο一种齿轮动态传动误差测控系统，采用了联想原装整机和NI公司的PCI系列型号数据采集卡，采集卡高速模式采样率可达到2. 5 M / s，可以达到高速采样的要求。一种齿轮动态传动误差测控系统，采用的是N I的接线盒对光栅读数头进行供电，采用差分接入(内芯接信号电平，外芯接参考电平)屏蔽信号线和SMB接头接入数据采集卡。一种齿轮动态传动误差测控系统，采用弹性柱销联轴器连接各个部件。一种齿轮动态传动误差测控系统，采用Iabview软件完成信号采集存储和控制功能。一种齿轮动态传动误差测控系统，采用串口控制程序对变频器和程控电源进行控制。齿轮动态传动误差测控系统的动力装置、传动装置和加载装置通过弹性柱销联轴器联接，通过屏蔽信号线联接光栅盘读数头和数据采集卡，通过接线盒为光栅盘读数头供电，通过编写的Iabview程序将采集卡的数据存储到电脑上。附图说明图1本专利技术整体硬件结构示意2套筒的主视3偏心套主视4偏心套俯视图。具体实施方式实施例一参见图1，把变频电机与齿轮试验箱的输入轴用弹性柱销联轴器连接在一起，输入轴的另一端套上装有光栅盘的轴套，用玻璃胶固定。变频电机与变频器相连。再把磁粉制动器与齿轮试验箱的输出轴用弹性柱销联轴器连接起来，同理，另一端也套上装有光栅盘的轴套。 磁粉制动器与程控电源相连。光栅盘读数头通过屏蔽线与采集卡连接，变频器和程控电源通过串口线与计算机相连。打开Iabview编好的程序，并同时检查是否存在干涉。检查无误后，打开电机电源和程控电源，同时打开事先编好的Iabview程序，控制电机转速和磁粉制动器所加负载。电机带动指定转速齿轮箱运转，磁粉制动器为齿轮箱加上指定负载。光栅盘也会随着齿轮轴仪器旋转，此时调节好对应的读数头位置，读数头每读过一个光栅格就会发送两个相位差是 F/2的正弦波到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思雨，唐进元，唐健杰，楼江雷，
申请(专利权)人：唐进元，
类型：发明
国别省市：