Pro/E滚珠丝杠副综合性能测试台设计仿真(4)
根据系统结构原理图，以及滚珠丝杠副的测试技术要求,确定了滚珠丝杠副综合性能测试系统主体由数据采集系统及主轴伺服控制系统组成。数据采集系统实现动态条件下对滚珠丝杠综合性能参数(温升、加速度、扭矩、温位移、噪声、定位精度等)的采集与处理。主要由对滚珠丝杠副丝杠综合性能参数进行感知的各类传感器(温度传感器、加速度传感器、扭矩传感器、温位移传感器、噪声传感器、长光栅等)以及NI6251高速数据数据采集卡，工控机组成。主轴伺服控制系统实现动态测量时对主轴运动方式的控制。主要由GTGT200-SV运动控制器、交流伺服电机、驱动器、工控机等组成。控制系统结构原理图如图2.2所示。
图2.1 系统结构原理图
图2.2 控制系统结构原理图
整个测试系统的测试原理:由工控机发送运动控制指令给运动控制器，运动控制卡接收到运动指令后向驱动器发送信号，驱动器将运动信号发送给伺服电机，由伺服电机带动丝杠进行高速运动。主轴伺服控制系统驱动伺服电机顺时针和逆时针旋转，滚珠丝杠副将伺服电机的顺逆旋转运动转换为螺母及滑块平台的往复直线运动。滑块的重量可以根据滚珠丝杠副的实际负重加以调整。工控机中安装采集和数据处理软件，通过各种接口、数据采集卡和转换器等将传感器输出的信号采集到工控机中，然后利用软件进行数据存储、曲线绘制和检测报告的打印等操作。
2.3.1 数据采集系统
在滚珠丝杠副综合性能测试系统中，需要对多路信号进行数据采集。为了使各通道间无相差即在时间上每个采样点是同步的，每个通道都必须有各自独立的采样保持器和A/D转换器。这样的结构形式可以对各通道输入进行同步高速数据采集。数据采集的结构如图2.3所示。
图2.3 数据采集结构框图
首先由各传感器将被测量的温度、加速度、温位移等非电物理量转换成电量。传感器信号通过信号调理单元转换为数据采集卡能接受的电压信号，信号调理根据需要包括信号转换、信号放大以及硬件滤波等，可以提高输入传感器信号的信噪比。经过调理的电压信号通过数据采集卡通过数据采集卡的同步采样时钟进行数据采集，采集数据从采集卡的数据缓存器中分时送入工控机内存。在数据采集完成后，点击保存数据就可以将所采集的数据写入工控机硬盘中。
数据采集过程可以用图2.4来表示。首先来自传感器模拟量（温度、加速度、噪声、位移等电信号）X(t)经脉冲信号采样后，成为幅值上连续、时间上离散的函数X(n)，再将X(n)进行量化处理就成为计算机能识别的离散化的数字信号。
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