br>[0020]本发明的有益效果为:
[0021]1、从机、电、气多方面较为全面的对圆盘式刀库及自动换刀系统的运行电气特性、机械振动特性、机械手转位、刀具位置精度、气压、环境噪声六个方面状态性能进行综合检测，检测项目较为完善，为圆盘式刀库及自动换刀系统的可靠性分析提供了强有力的依据，有利于刀库性能的提升。
[0022]2、下位机采用NI CompactR1可编程自动化控制器完成数据的接收和预处理，采用独立的下位机-上位机数据传输结构，结构更加的集中，各个采集设备集中在一个设备上完成，增加了设备的便携性、可靠性和整体美观性，降低了对操作者的水平要求；
[0023]3、机械手振动测试方面，避免了采用无线设备采集带来的设备体积大、数据丢包、数据传输受限等问题，提出特制测试组件方案，有效的解决了传感器供电和信号传输问题，可移植性较强，对其他旋转部件数据传输方案同样适用；
[0024]4、解决了机械手转位测试不便的问题，采用直接接触法测量方式，测量结果更加真实、可靠，测试方案较为简单，可操作性较强；
[0025]5、试验装置模拟主轴处采用了导向键方案，满足模拟主轴的空间三个方向的移动，适用于各种规格刀库结构，机械定位、拧紧，更加可靠；
[0026]6、设计了较为全面的信号处理流程，对不同信号专门设计其对应处理、操作流程。
【附图说明】
[0027]图1为本发明中测试系统和试验系统的设计框图；
[0028]图2为本发明中控制系统的设计框图；
[0029]图3为本发明中测试系统和试验系统结构主试示意图；
[0030]图4为本发明中测试系统和试验系统结构后视示意图；
[0031 ]图5为本发明中特制测试组件立体结构示意图；
[0032]图6为本发明中特制测试组件主视图示意图；
[0033]图7为本发明中模拟主轴结构示意图；
[0034]图8为本发明中模拟主轴处传感器结构示意图；
[0035]图9为本发明中气缸处传感器安装气路原理图；
[0036]图10为本发明中刀柄和刀具结构示意图；
[0037]图11为本发明光电开关用于掉刀检测操作流程图；
[0038]图12为本发明刀具初始状态分类图；
[0039]图13为本发明中位移传感器用于掉刀预警方案操作流程图；
[0040]图14为本发明中角度传感器用于机械手转角检测操作流程图；
[0041]图15为本发明中贴片式温度传感器用于电机温度检测操作流程图；
[0042]图16为本发明中三轴向加速度传感器用于振动检测操作流程图；
[0043]图17为本发明中电压测量模块和电流输入模块用于电机电能质量参数检测操作流程图。
[0044]图中:1、第一立柱;2、刀盘;3、第一交流电机;4、第二交流电机;5、第一三轴向加速度传感器;6、机械手;7、模拟主轴;8、第二立柱;9、第一位移传感器；11、第一光电开关；12、地平铁；15、第二三轴向加速度传感器；16、第三三轴向加速度传感器；17、第一贴片式温度传感器；18、第二贴片式温度传感器；19、第二光电开关;20、第二位移传感器;21、第一安装座;22、第一支架;23、第二连接板;24、噪声监测仪;25、第一导轨座;26、第一滑块;27、第一导轨;28、第一锁紧环;29、第二锁紧环;30、套筒;31、第二连接件;32、连接螺钉;33、法兰盘；34、滑环;35、连接板;36、轴承;37、双膜片联轴器;38、角度传感器;39、第二滑块;40、第二导轨;41、第二导轨座;42、底板;43、第一双螺母;44、第二双螺母;45、第二键槽;46、第二支架；47、第二安装座;48、第三键槽;49、滑动模块;50、压板;51、气缸;52、第一管路;53、第一压力变送器;54、第二管路;55、第二压力变送器;56、电磁换向阀；57、拉钉;58、刀柄
【具体实施方式】
[0045]参阅图1、图2，一种圆盘式刀库及自动换刀系统综合性能检测平台，该检测平台包括测试系统、试验系统和控制系统。
[0046]本实施例选取测试对象为呼和浩特众环(集团)有限责任公司生产的圆盘式刀库BT40-24P。
[0047]测试项目，根据历史现场试验数据分析，结合圆盘式刀库及自动换刀系统结构本身的特点，确定出综合性能检测的测试项目为振动、温度、电流、电压、气压、噪声、位移、转位以及掉刀判断。其中，振动检测的目标为刀盘和机械手6，振动是机械系统运行过程中不可避免的参数，通过对振动参数的检测、分析可以有效的分析出圆盘式刀库及自动换刀系统的综合性能。圆盘式刀库及自动换刀系统作为一个复杂的机电一体化产品，机械结构复杂，刀盘转动位置精准，换刀过程拔刀、插刀动作迅速。但由于自身过重的负载以及换刀过程产生的插、拔刀力，使得刀盘和机械手6会产生一定量的振动，而且这些振动量会随着负载和刀库运行状态的不同发生变化。此外，换刀机械手6在正常运行时和发生卡刀或者掉刀故障时，其换刀过程机械手6的振动信号趋势也会发生很大的变化。系统的振动不仅会缩短整个换刀装置的疲劳寿命，而且影响整个选刀过程的平稳性，降低换刀位置精度和重复定位精度。因此，作为系统的一个重要参数，振动参数是圆盘式刀库及自动换刀系统在进行综合性能检测时需要重点进行考虑的参数;圆盘式刀库及自动换刀系统在运行过程中刀盘的旋转和机械手6的运动都是通过对应的三相交流异步电机提供动力来实现的，当发生刀盘卡住或机械手6卡死等故障时，相应的电机温度会在短时间内出现急剧升高的现象，严重者会导致电机烧坏等现象的发生。因此，在进行综合性能检测方案设计时，需要把电机的温度变化作为性能参考指标考虑进去;根据上述分析，电机作为主要动力源，其运行状态时刻影响着系统整体状态，对其进行电压、电流质量管理，能够真实、有效的反应出电机的实时工作状态；圆盘式刀库及自动换刀系统中倒刀动作的执行是通过气缸51推拉来实现的，每换一次刀，气缸51来回伸缩一次完成刀具传递的任务。如果气缸51压力太小推不动刀具，实现不了自身的功能，但如果压力太大也会造成负面的影响，因为气缸51伸出时撞击刀库会引起较大振动，缩回时对刀仓的冲击又会造成刀仓局部的弹性变形，加速刀库的老化，气压大了更会加剧这种恶化。因此有必要对气缸的进、出气口压力做出实时检测;噪声信号具有携带信息丰富、测量无接触的特点，是机械零部件和电子元器件可靠性测试中经常使用的一种灵敏无损的表征手段。圆盘式刀库及自动换刀系统在发生故障时，绝大多数情况伴随有异常噪声的产生，对圆盘式刀库及自动换刀系统进行阶段性噪声测试并进行频谱分析，掌握不同阶段噪声的能量分布规律，当实时测试圆盘式刀库及自动换刀系统的某些频率段噪声发生改变时，可以推断故障发生的部位，进而反应出圆盘式刀库及自动换刀系统综合状态性能;在对历史现场试验数据分析中可以明显发现，在立式加工中心中故障频发部件为圆盘式刀库及自动换刀系统，其中，掉刀、机械手6转位故障的发生作为圆盘式刀库及自动换刀系统的主要故障模式。针对掉刀故障，刀柄拉钉57松动是掉刀的主要原因，当拉钉57松动时，刀具整体发生相对下移，同时，刀套和主轴孔处发生故障也会导致刀具整体下移，进而直接导致掉刀现象的发生。因此，对刀柄的位移状态进行检测，对其位移进行实时对比分析，能够对系统的运行状态实时了解。同时，通过对换刀口处和模拟主轴处刀具状态作对比分析可以直接判断是否发生掉刀;对于机械手转位异常故障，主要表现形式为机械手6转位不到位带来的抓刀失败进而掉刀或转位过度带来的打刀现象，因此，机械手6转位稳定、可靠是机械手6主要性能体现之一，对其进行转位测试，掌握机械手多次重复运动后转角变化是具有极高价值的。
[0048]参阅图3、图4、图7、图8、图9、图10，所述的测试系统包括特制测试组件、第一三轴向加速度传感器5、第一位移传感器9、第一光电开关11、第二三轴向加速度传感器15、第三三轴向加速度传感器16、第一贴片式温度传感器17、第二贴片式温度传感器18、第二光电开关19、第二位移传感器20、噪声监测仪24、角度传感器38、第一压力变送器53、第二压力变送器55以及电能质量分析模块、数据采集模块和下位机；
[0049]其中第一三轴向加速度传感器5、第二三轴向加速度传感器15、第三三轴向加速度传感器16用于对检测点的三个方向振动作出检测;所述的第一贴片式温度传感器17、第二贴片式温度传感器18用于检测温度;所述的数据采集模块用于对电极的电流等参数进行数据采集;所述的第一压力变送器53、第二压力变送器55用来对气压进行测量;所述的噪声监测仪24用于对噪声进行测量;所述的第一位移传感器9、第二位移传感器20用于对位移进行测量;所述的角度传感器38用于对机械手6转位进行测量;第一光电开关11、第二光电开关19用于对掉刀进行判断；
[0050]所述的试验系统主要用来完成对所述检测对象完成加速试验控制，包括由刀盘2、第一交流电机3、第二交流电机4、机械手6组成的测试对象即圆盘式刀库及自动换刀系统、支撑组件、与支撑组件连接的模拟主轴组件和由电气控制系统、试验台控制系统和上位机组成的控制柜14;所述电气控制系统结合PLC主要用来完成对圆盘式刀库及自动换刀系统的时序动作控制，通过相关硬件