基于LabVIEW高速滚珠丝杠综合性能动态测试系统设计与分析

摘要

高速滚珠丝杠综合性能动态测试系统为典型的机电测控系统。该系统综合床身结构设计技术、传感器测试技术、电机位置闭环控制技术和数据采集、分析技术。对高速滚珠丝杠在不同工况下温度、加速度、噪声、温位移和定位精度等进行数据采集分析，评价影响高速滚珠性能的主要因素，为高速丝杠结构设计优化、加工制造工艺改进、材料选型等提供有效的试验数据支持。因此该系统的研制具有很好的工程应用价值。 论文研究内容包括：(1)系统总体方案设计。设计了系统总体框架、硬件构成及软件功能；(2)机械平台设计。包括床身设计，直线导轨、丝杠螺母副和支撑单元设计选型；(3)测量和控制硬件平台设计。包括传感器、数据采集卡、计数卡、电机控制卡和驱动器单元的设计选型和布线；(4)软件平台设计。基于LabVIEW软件系统完成了系统参数模块、综合性能测试模块、电机控制模块、数据分析模块等设计和功能集成，可以实现高速滚珠丝杠综合性能曲线测量、分析和打印；(5)联调与运行。综合各种工况进行软硬件联调并进行实际运行考核。完成了高速滚珠丝杠性能影响因素分析，对改进方法进行了研究和探讨。从系统机械结构、弹性形变和测量误差等方面寻找丝杠性能影响因素并提出解决措施。 目前该系统已在汉江机床有限公司现场运行达6个月，运行平稳可靠，达到了设计要求，为进一步开发高速滚珠丝杠打下了坚实基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究意义

1.2国内外研究现状

1.3论文背景

1.4研究内容

2系统总体方案设计

2.1丝杠运行平台

2.2测试系统构成

2.3测试系统框架

2.4传感器安装

2.5硬件配置

2.6软件功能

3测试系统平台与模块设计

3.1数据采集结构

3.2参数测量模块设计

3.2.1温度测量

3.2.2加速度测量

3.2.3噪声测量

3.2.4温位移测量

3.2.5定位精度测量

3.3电机控制模块设计

3.4数据分析模块设计

3.4.1数据分析

3.4.2报表查询

3.5调试诊断模块设计

3.5.1电机测试

3.5.2光栅测试

3.6测试平台框架设计

3.6.1丝杠参数设定

3.6.2测试子程序调用

3.6.3程序优化与编译

4性能参数测量与分析

4.1温度测量与温位移测量分析

4.2加速度测量分析

4.3噪声测量分析

4.4定位精度测量分析

4.5电磁干扰分析

4.5.1电磁干扰产生原因

4.5.2电磁干扰信号的传播方式

4.5.3抗电磁干扰的措施

5总结与展望

5.1研究总结

5.2展望

致 谢

参考文献

附 录