专利名称：一种伺服同步测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种伺服同步测试装置，属于数控技术领域。
背景技术：
对于中高档数控机床，进给轴的同步联动是基本的功能之一，并且同步联动的精 度也是重要的性能指标之一，而同步联动的功能是靠数控系统的同步控制软件控制不同的 伺服装置实现的。最终的同步精度取决于以下几个方面数控系统控制算法的优劣、数控系 统和伺服装置之间的控制传输误差、伺服驱动器的响应误差、伺服电机的响应误差。而现有的数控系统由于成本的限制无法全部使用高精度的控制算法，并且不同的 数控系统与伺服装置之间存在控制传输误差和响应误差，导致数控的同步联动精度无法达 到很高的级别。
发明内容本实用新型为解决在现有的数控技术中，由于无法全部使用高精度的控制算法及 不同的数控系统与伺服装置之间存在控制传输误差和响应误差，导致同步联动的精度较低 的问题，提出了一种伺服同步测试装置，包括控制单元，包括一个数控系统和多个伺服驱动器，用于控制执行单元按预定的程 序运动；执行单元，包括与所述伺服驱动器数量相同的伺服电机，用于根据控制单元的命 令执行预定的程序，并分别输出位置信息；测试单元，包括与所述伺服驱动器数量相同的高精度采集装置，用于采集执行单元 输出的位置信息，并对比执行单元中不同的多个伺服电机的坐标轴的位置数据及同步偏差。本实用新型通过一个控制单元控制执行单元运行，并由测试单元采集到执行单元 的数据并进行对比分析，可以将测试精度提高到亚纳米级，并且不受数控系统与伺服装置 之间的控制传输误差和响应误差的干扰，具有较高的同步联动精度。
图1是本实用新型的具体实施方式
提供的一种伺服同步测试装置的结构图。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式
提供了一种伺服同步测试装置，如图1所示，具体可 以包括控制单元1、执行单元2和测试单元3，由于控制单元1、执行单元2和测试单元3分 别采用两个和两个以上的伺服驱动器1-2、伺服电机2-1和高精度采集装置3-1的测试原理 相同，遂以每个控制单元1、执行单元2和测试单元3分别采用两个伺服驱动器1-2、伺服电 机2-1和高精度采集装置3-1的情况进行详细说明。具体地，在控制单元1中，包括了一个数控系统1-1和两个伺服驱动器1-2，相应的数控系统1-1和伺服驱动器1-2都可采用现有的设备；在执行单元2中，包括了两个伺服 电机2-1，相应的伺服电机2-1也可以采用现有的设备，并且当伺服电机2-1的最大旋转速 度小于3000rpm时能够达到较佳的测试效果；在测试单元3中，包括了两个高精度采集装 置3-1和一个工控机3-2，相应的高精度采集装置3-1可以采用高精度编码器或高精度圆光 栅。数控系统1-1可以通过两个伺服驱动器1-2分别控制两个伺服电机2-1按预定的程序 运动，两个伺服电机2-1在根据两个伺服驱动器1-2提供的程序运动的同时还向两个高精 度采集装置3-1分别输出运动信息，工控机3-1根据两个高精度采集装置3-1采集的信号 对比两个伺服电机2-1的坐标轴的位置数据及同步偏差，以完成对同步联动的测试。进一步地，可以为整个测试装置设置一个操纵台，并可采用铝合金型材拼接，操纵 台底部安装有滚轮方便移动。操纵台内安装有两轴伺服驱动器、低压电气、稳压电源、变压 器、数据采集接口(操纵台内预留2个200X300mm空间用于传感器测试接口安装)等。预 留60个接线端子。滑台上的所有I/O信号均引入到接线端子上。操纵台上安装有CNC， CNC自带液晶显示器和控制面板(安放在操纵台上)，启动、停止、急停按钮，电源插座(1个 二芯单相、2个三芯、1个4芯三相，均带安全盖)，可连接5根地线的接地端子。4芯三相电 源插座由启动、停止按钮控制，其余插座由总电源开关控制。为了能够准确的控制伺服电机2-1的运动，可以在伺服电机上设置一个调平装 置，相应的调平装置可以包括底座、两个个伺服电机安装支架、主轴箱，其中底座为钢板焊 接底座，在其底部安装有滚轮和调平螺杆，测试台移动到位后调整测试台的水平。底座上部 安装有两个平行放置的伺服电机安装支架，支架底部有修正垫板，修制垫板可使伺服电机 轴与主轴同心，伺服电机轴与主轴用联轴节连接。另外，由于在测试过程中，为了提高测试精度，都采用高精度编码器，这样就导致 只能测试高精度的数据，无法测试普通精度的数据；另外，由于各种测试设备都是预先设置 好的，导致了测试装置只能测试特定的数控设备，若需要更换被测的数控设备，则需要整体 更换测试设备，不利于多种环境的使用。因此，本具体实施方式
还增加了两个弹性连接器4， 用于连接执行单元2和测试单元3，即每个伺服电机2-1，都通过一个弹性连接器4与一个 高精度编码器或高精度圆光栅连接。这样既可以将高精度编码器或高精度圆光栅更换为低 精度的编码器，还可以实现对于不同型号的数控系统、伺服驱动器和伺服电机，也可以简单 适配安装就进行测试，实现了对低精度数据的测试以及不同型号的数控系统、伺服驱动器 和伺服电机之间的适配。本具体实施方式
通过一个控制单元控制执行单元运行，并由测试单元采集到执行 单元的数据并进行对比分析，可以将测试精度提高到亚纳米级，并且不受数控系统与伺服 装置之间的控制传输误差和响应误差的干扰，具有较高的同步联动精度；而且这种测试装 置也不仅限于两轴设备的测试，三轴以及更多轴的同步测试也都可以实现；另外，本具体实 施方式还通过弹性连接实现了对低精度数据的测试以及不同型号的数控系统、伺服驱动器 和伺服电机之间的适配。以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不 局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该 以权利要求书的保护范围为准。
权利要求1.一种伺服同步测试装置，其特征在于，包括控制单元，包括一个数控系统和多个伺服驱动器，用于控制执行单元按预定的程序运动；执行单元，包括与所述伺服驱动器数量相同的伺服电机，用于根据控制单元的命令执 行预定的程序，并分别输出位置信息；测试单元，包括与所述伺服驱动器数量相同的高精度采集装置，用于采集执行单元输 出的位置信息，并对比执行单元中不同的多个伺服电机的坐标轴的位置数据及同步偏差。
2.根据权利要求1所述的伺服同步测试装置，其特征在于，所述伺服驱动器、伺服电机 和高精度采集装置都是两个。
3.根据权利要求1所述的伺服同步测试装置，其特征在于，所述执行单元包括 调平设备，用于将所述多个伺服电机的电机轴调整为与主轴同轴。
4.根据权利要求1所述的伺服同步测试装置，其特征在于，所述伺服电机的最大转速 小于 3000rpm。
5.根据权利要求1所述的伺服同步测试装置，其特征在于，所述高精度采集装置为高 精度编码器或高精度圆光栅。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的伺服同步测试装置，其特征在于，该装置还包括多个弹性连接器，用于连接执行单元和测试单元。
专利摘要一种伺服同步测试装置，属于数控技术领域，以解决在现有的数控技术中存在的同步联动的精度较低的问题。该装置包括控制单元、执行单元和测试单元，控制单元包括一个数控系统和多个伺服驱动器，用于控制执行单元按预定的程序运动；执行单元包括与所述伺服驱动器数量相同的伺服电机，用于根据控制单元的命令执行预定的程序，并分别输出位置信息；测试单元包括与所述伺服驱动器数量相同的高精度采集装置，用于采集执行单元输出的位置信息，并对比执行单元中不同的多个伺服电机的坐标轴的位置数据及同步偏差。本实用新型可以将测试精度提高到亚纳米级，不受数控系统与伺服装置之间的控制传输误差和响应误差的干扰，具有较高的同步联动精度。
文档编号G05B23/02GK201845234SQ20102061070
公开日2011年5月25日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者王清理, 胡书立 申请人:北京航天数控系统有限公司