一种电机加工性能指标的监测系统及方法与流程

本发明涉及电机测试技术领域，尤其涉及一种电机加工性能指标的监测系统及方法。

背景技术：

通常，用户可通过电机的转矩-转速特性、振动和噪声等来判断电机的加工性能。电机转矩-转速特性性能测试是研究电机在不同转速下的转矩输出，这对能否正常完成零件的粗加工有着重要影响，电机转矩-转速特性存在缺陷会直接影响到零件加工的轮廓；电机振动和噪声性能测试是电机出厂检验最基本的测试环节，对零件的半精加工及精加工表面质量有着明显的影响，存在振动和噪声的电机加工出来的零件会有凹凸不平的复杂纹路。

电机加工性能指标的好坏，直接体现在所加工的工件质量上，为了避免加工出不合格工件，有必要对电机先进行加工性能指标的评判。

电机在恒速运行状态下存在速度波动，电机的速度波动引起电机实际位置的波动，最终对加工零件的表面质量产生影响。但在高精加工模式下，并没有相应的指标来反映电机的加工性能，使得用户无法精准、及时掌控电机的工作状态，降低生产效率。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种电机加工性能指标的监测系统及方法，以解决现有技术中没有相应的指标来反映电机加工性能，导致用户无法精准及时掌控电机工作状态，使得生产效率低下的弊端。

(二)技术方案

为解决上述问题，本发明一方面提供了一种电机加工性能指标的监测系统，其包括：

数控装置、伺服驱动器、性能监测装置和被测伺服电机；

所述数控装置的第一数据输入输出端与性能监测装置的数据输入输出端连接，所述数控装置的第二数据输入输出端与所述伺服驱动器第一数据输入输出端连接；

所述伺服驱动器的第二数据输入输出端与所述被测伺服电机的数据输入输出端连接，所述被测伺服电机中编码器的数据输出端与伺服驱动器中编码器的数据输入端连接；

所述伺服驱动器，用于接收所述数控装置的指令信号，控制所述伺服电机，接收所述伺服电机编码器反馈的信号，并向数控装置传输编码器反馈的实际位置数据；

所述数控装置，用于运行标准测试G代码，以及向所述伺服驱动器传输指令信号，获取由所述伺服驱动器上传的所述伺服电机编码器反馈的实际位置数据；

其中，被测伺服电机运动控制过程中产生的指令位置数据与由伺服电机编码器反馈的实际位置数据的差值生成跟随误差波动数据，并将所述跟随误差波动数据发送至性能监测装置；

所述性能监测装置，根据跟随误差波动数据评价被测伺服电机加工性能，并统计存储所有被测伺服电机的该项性能指标。

优选地，所述伺服驱动器，通过NCUC总线接收所述数控装置的指令信号，通过动力线控制所述伺服电机，通过码盘线接收所述伺服电机编码器反馈的信号，通过NCUC总线向数控装置传输编码器信号。

优选地，所述动力线和码盘线连接被测伺服电机接口采用直插连接。

优选地，数控装置通过NCUC总线向伺服驱动器传输指令信号，通过NCUC总线获取由所述伺服驱动器上传的所述伺服电机编码器的反馈数据。

另一方面，本发明还提供一种电机加工性能指标的监测方法，包括：

获取被测伺服电机在伺服驱动器的控制下，运动过程中产生的指令位置数据；

根据被测伺服电机运动控制过程中产生的指令位置数据与由伺服电机编码器反馈的实际位置数据的差值生成跟随误差波动数据；

将所述跟随误差波动数据发送至性能监测装置，所述性能监测装置根据跟随误差波动数据评价被测伺服电机加工性能，并统计存储所有被测伺服电机的该项性能指标。

(三)有益效果

根据本发明提供的电机加工性能指标的监测系统及方法，具有如下优点：

(1)采用跟随误差波动作为影响加工零件表面质量的主要原因，将其作为电机加工性能的指标，使电机该项性能评价更加准确直观；

(2)测量系统环境搭建简单，无需固定装置。

(3)测量过程简单快速。

附图说明

图1为本发明实施例电机加工性能指标的监测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例电机加工性能指标的监测系统工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

如图1所示，本发明提供了一种电机加工性能指标的监测系统，具体包括：

数控装置、伺服驱动器、性能监测装置和被测伺服电机；

所述数控装置的第一数据输入输出端与性能监测装置的数据输入输出端连接，所述数控装置的第二数据输入输出端与所述伺服驱动器第一数据输入输出端连接；

所述伺服驱动器的第二数据输入输出端与所述被测伺服电机的数据输入输出端连接，所述被测伺服电机中编码器的数据输出端与伺服驱动器中编码器的数据输入端连接；

所述伺服驱动器，用于接收所述数控装置的指令信号，控制所述伺服电机，接收所述伺服电机编码器反馈的信号，并向数控装置传输编码器反馈的实际位置数据；

所述数控装置，用于运行标准测试G代码，以及向所述伺服驱动器传输指令信号，获取由所述伺服驱动器上传的所述伺服电机编码器的反馈数据；

其中，被测伺服电机运动控制过程中产生的指令位置数据与由伺服电机编码器反馈的实际位置数据的差值生成跟随误差波动数据，并将所述跟随误差波动数据发送至性能监测装置；

所述性能监测装置，用于获取所述数控装置上传的跟随误差波动数据，根据数据评价被测伺服电机加工性能，并统计存储所有被测伺服电机的该项性能指标。

性能监测装置，根据采集到的数据评价被测伺服电机的加工性能，也可以统计存储所有被测伺服电机的该项性能指标，根据指标优劣对电机进行分批管理，优化生产工艺中存在的不足之处。

其中，所述伺服驱动器，通过NCUC总线接收所述数控装置的指令信号，通过动力线控制所述伺服电机，通过码盘线接收所述伺服电机编码器反馈的信号，通过NCUC总线向数控装置传输编码器信号。

其中，数控装置通过NCUC总线向伺服驱动器传输指令信号，通过NCUC总线获取由所述伺服驱动器上传的所述伺服电机编码器的反馈数据。

根据采集到的数据评价被测伺服电机的加工性能，也可以统计存储所有被测伺服电机的该项性能指标，根据指标优劣对电机进行分批管理，优化生产工艺中存在的不足之处。

伺服驱动器主要用于接收数控装置发送的指令信号，控制伺服电机运动，并获取伺服电机编码器反馈的实际信号，上传至数控装置中。

为减少每台被测伺服电机测量时间，连接被测电机的动力线和码盘线采用直插接口，在批量测试中可以极大的节省连接所消耗的时间，提高测试效率。

本发明实施例采用跟随误差波动这一指标来评价电机加工性能。跟随误差，由伺服电机运动过程中的指令位置数据和电机编码器反馈的实际位置数据的差值来衡量，在电机恒速运动过程中，跟随误差也基本趋于稳定状态，但是存在小幅波动，即所谓的跟随误差波动。该指标对加工工件表面质量有着重要影响，波动值越大，工件表面刀纹越深，反之则表面刀纹越浅。

另一方面，本发明还提供一种电机加工性能指标的监测方法，包括：

获取被测伺服电机在伺服驱动器的控制下，运动过程中产生的指令位置数据；

根据被测伺服电机运动控制过程中产生的指令位置数据与由伺服电机编码器反馈的实际位置数据的差值生成跟随误差波动数据；

将所述跟随误差波动数据发送至性能监测装置，所述性能监测装置根据跟随误差波动数据评价被测伺服电机加工性能，并统计存储所有被测伺服电机的该项性能指标。

检测电机加工性能的指标方法：首先按照图1搭建测量系统，制定标准测试G代码，在伺服驱动器上设置标准测试伺服参数，在数控装置上运行标准测试G代码，计算机上运行检测软件，获得被测电机加工性能的指标。

如图2所示，下面详细描述应用本发明电机加工性能指标的监测装置的具体使用方法，其包含如下步骤：

步骤1：将被测伺服电机与监测装置通过动力线和马盘线连接，这里接口采用直插形式，可以快速插拔，减少连接所花费的时间

步骤2：将监测装置通电，选择对应的电机型号；数控装置中加载标准测试G代码。

步骤3：数控装置会通过伺服驱动器控制电机运动，并根据发送出去的指令位置信号和收到的实际位置信号运算得到跟随误差数据。采集数控装置中运算出来的跟随误差数据。

步骤4：将采集的跟随误差数据进一步处理，输出该伺服电机加工性能指标。

步骤5：测试完成，输入该电机的ID号，并将该电机的加工性能指标存入数据库。

步骤6：重复步骤1到步骤5进行下一个伺服电机的测试。

需要说明的是，本发明实施例中的检测电机加工性能的指标，即跟随误差波动，该数据由伺服电机运动控制过程中产生的指令位置数据，以及由伺服电机编码器反馈的实际位置的差值来衡量。在电机恒速运动过程中，跟随误差也基本趋于稳定状态，但是存在小幅度波动，称为跟随误差波动，该数据对机床铣削精加工零件的表面质量有重要的影响。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。