专利名称：旋转轴传动误差动态检测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械系统旋转轴传动误差检测系统，特别涉及一种旋转轴传动误差动态检测系统。
背景技术：
机械旋转轴传动误差是指在旋转轴传动过程中，当输入轴驱动完全准确且为刚性的条件下，其输出轴的实际角度位移与理论角度位移之差。在机械装置上实现工件加工需要保持符合给定要求的复合运动的传动，旋转轴的传动精度是指其传递角度位移的准确程度，可用传动误差来衡量。由于机械运动实际存在传动误差，导致工件与刀具的对应运动轨迹存在误差，最终反映到被加工工件上即引起加工误差。豊对机械传动误差的测量是对传动误差进行有效补偿的前提，因此旋转轴传动误差的精密测量一直是旋转轴传动技术的一项重要研究课题。机床旋转轴传动误差的基本测量方法是在机床的相关部位安装传感器，借助于采用机、光、电原理的测量仪器并应用误差评定理论对机床旋转轴传动系统各环节的误差进行测量、分析及调整，从而找出误差产生的原因及变化规律。豊因此需要一种整机结构美观坚固、操作方便和便于携带的机械旋转轴传动误差动态检测系统。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种整机结构美观坚固、操作方便和便于携带的旋转轴传动误差动态检测系统。本实用新型是通过以下技术方案来实现的本实用新型提供的旋转轴传动误差动态检测系统，包括第一角度编码器、第二角度编码器、传动连接器和检测信号处理器，所述第一角度编码器、第二角度编码器分别通过所述传动连接器安装在需要检测的旋转轴传动节点或者终端上，所述第一角度编码器、第二角度编码器分别同步输出旋转角度当量脉冲信号，所述旋转角度当量脉冲信号输入到检测信号处理器，所述检测信号处理器将旋转角度当量脉冲信号与传动比理论值进行比较生成并输出误差检测曲线。进一步，还包括高速光电隔离板，所述高速光电隔离板设置于第一、第二角度编码器与检测信号处理器之间；进一步，还包括脉冲采集计数器，所述脉冲采集计数器设置于高速光电隔离板与检测信号处理器之间；进一步，还包括用于显示检测结果的液晶显示器，所述液晶显示器与检测信号处理器连接；进一步，所述检测信号处理器为FPGA电路；进一步，所述角度编码器为海德汉增量式TTL方波脉冲编码器；[0013]进一步，所述传动连接器为海德汉专用膜片式连接器。本实用新型的有益效果在于本实用新型提供的旋转轴传动误差动态检测系统，能够检测旋转轴传动链上的节点或者终端分度传动误差，该系统精度高、有良好的抗干扰性能，误差检测单位以脉冲当量计，最小测量步距为0. 00025°，检测系统精度±5角秒；并且可以可设置回转起始点，检测N次回转传动重复精度，整机结构美观坚固，操作方便，便于携带。本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或 者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中图I为本实用新型实施例提供的旋转轴传动误差动态检测系统结构图；图2为采集信号波形图；图3为检测曲线示意图。
具体实施方式
以下将参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。图I为本实用新型实施例提供的旋转轴传动误差动态检测系统结构图，如图所示本实用新型提供的旋转轴传动误差动态检测系统，包括第一角度编码器I (即图中的角度编码器I)、第二角度编码器2(即图中的角度编码器II)、传动连接器3、检测信号处理器4、高速光电隔离板5 (图I中的高速光电隔离接口)、脉冲采集计数器6和用于显示检测结果的液晶显示器7，所述第一角度编码器I、第二角度编码器2分别通过所述传动连接器3安装在需要检测的传动节点或者终端上，所述第一角度编码器I、第二角度编码器2分别同步输出旋转角度当量脉冲信号，所述旋转角度当量脉冲信号输入到检测信号处理器4，所述检测信号处理器4将旋转角度当量脉冲信号与传动比理论值进行比较生成并输出角度位移误差检测曲线。所述高速光电隔离板设置于第一、第二角度编码器与检测信号处理器之间。所述脉冲采集计数器6设置于高速光电隔离板与检测信号处理器之间。检测信号通过设置的电子传动比配置/基准参照脉冲提取单元可以对参数数据进行设置并将检测的历史参数数据存储。并且还可以通过设置的计数刷新脉冲单元在每一次重新检测时更新计数脉冲，所述液晶显示器7与检测信号处理器4连接。所述检测信号处理器为FPGA电路。所述角度编码器为海德汉增量式TTL方波脉冲编码器。所述传动连接器为海德汉专用膜片式连接器。下面详细说明本实用新型实施例提供的旋转轴传动误差动态检测系统的使用过程:检测时须将2个角度编码器分别用传动连接器安装在需要检测的旋转轴传动节点或者终端上，运转待检设备，通过传动连接器带动角度编码器旋转，角度编码器同步输出旋转角度当量脉冲。检测系统同时采集2路角度脉冲信号，其中转速较快一路角度脉冲信号作为脉冲采集计数器信号源；以其中速度较慢一路信号作为采集周期触发器，触发信号每一个周期对脉冲计数器清零刷新一次。其基本原理是在传动链的一节点或者终端上以等量转角周期《对另一节点或者终端的旋转角度脉冲进行分段连续采集，采集波形如图2所示，图2为采集信号波形图。[0025]检测系统对每一周期采集脉冲量与传动比理论值进行比较，将误差值在每个采集周期逐点进行累加，构成检测曲线。图3为根据采集脉冲生成的检测曲线示意图，T为低速端旋转周期。检测系统根据传动链构成特征，对检测曲线进行误差分析诊断，作出误差原因或误差位置判断。由于检测系统设置了检测起始原点，故可通过多次旋转周期T采集的检测曲线，比较判断传动机构的重复精度。高速光隔离板是为了保证角度编码器工作的安全性及电平转换需要，由于脉冲信号频率较高，采集脉冲信号将达到上兆赫兹，所以必须采用高频光耦合元件方可满足高速响应要求。高速光隔离板还兼有虑除毛刺和方波整形的作用。本实用新型提供的传动连接器为柔性联轴器，用于旋转轴传动链检测节点或者终端与编码器的传动轴连接，选用海德汉专用膜片式连接器。联轴器参数按编码器轴/孔尺寸和具体安装方式选取。采用角度编码器采集传动链运动信号，完成旋转轴传动误差动态采集，精度指标及分辨率满足测试要求。检测提取步距角脉冲当量最小为0. 00025°。整机结构美观坚固，操作方便，便于携带。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管通过参照本实用新型的优选实施例已经对本实用新型进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围。
权利要求1.旋转轴传动误差动态检测系统，其特征在于包括第一角度编码器、第二角度编码器、传动连接器和检测信号处理器； 所述第一角度编码器、第二角度编码器分别通过所述传动连接器安装在需要检测的传动节点或者终端上，所述第一角度编码器、第二角度编码器分别同步输出旋转角度当量脉冲信号，所述旋转角度当量脉冲信号输入到检测信号处理器，所述检测信号处理器将旋转角度当量脉冲信号与传动比理论值进行比较生成并输出误差检测曲线。
2.根据权利要求I所述的旋转轴传动误差动态检测系统，其特征在于还包括高速光电隔离板，所述高速光电隔离板设置于第一、第二角度编码器与检测信号处理器之间。
3.根据权利要求2所述的旋转轴传动误差动态检测系统，其特征在于还包括脉冲采集计数器，所述脉冲采集计数器设置于高速光电隔离板与检测信号处理器之间。
4.根据权利要求3所述的旋转轴传动误差动态检测系统，其特征在于还包括用于显示检测结果的液晶显示器，所述液晶显示器与检测信号处理器连接。
5.根据权利要求4所述的旋转轴传动误差动态检测系统，其特征在于所述检测信号处理器为FPGA电路。
6.根据权利要求5所述的旋转轴传动误差动态检测系统，其特征在于所述角度编码器为海德汉增量式TTL方波脉冲编码器。
7.根据权利要求6所述的旋转轴传动误差动态检测系统，其特征在于所述传动连接器为海德汉专用膜片式连接器。
专利摘要本实用新型公开了一种旋转轴传动误差动态检测系统，包括第一、第二角度编码器、传动连接器和检测信号处理器，第一、第二角度编码器分别通过所述传动连接器安装在需要检测的传动节点或者终端上，第一、第二角度编码器分别同步输出旋转角度当量脉冲信号，再输入到检测信号处理器并与传动比理论值进行比较生成并输出误差检测曲线，本实用新型提供的旋转轴传动误差动态检测系统，能够检测传动链上的节点或者终端分度运动传动误差，该系统精度高、有良好的抗干扰性能，误差检测单位以脉冲当量计，最小测量步距为0.00025°，检测系统精度±5角秒；并且可以可设置回转起始点，检测N次回转传动重复精度，整机结构美观坚固，操作方便，便于携带。
文档编号G01M13/02GK202382939SQ201120562758
公开日2012年8月15日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者刘代福, 廖承渝, 李先广, 王庆科, 陈剑 申请人:重庆机床(集团)有限责任公司