数控转塔冲床送料系统加速度数据采集及分析.pdfVIP

数控转塔冲床的加工效率和质量不仅取决于主传动系统、模具系统，

而且直接与送料系统的送料速度、送料加速度等参数有关。如何能够准确

地采集数控转塔冲床送料系统的加速度数据并且对数据进行分析，将是提

高数控转塔冲床工作稳定性和提高送料效率的准确可靠支持。本文从数据

采集方法以及实际采集结果对数控转塔冲床的送料性能进行评价。

技术背景

数控转塔冲床的送料系统可以分为X、Y两个运动方向，目前国际以及

国内主流制造厂商转塔冲床送料系统两个运动方向分别是2500mm、

1250mm和2500mm、1500mm两种尺寸规格。传动形式主要分为伺服

电机带动滚珠丝杠和伺服电机带动齿轮齿条两种形式。其中各个运动方向

都配合有直线导轨滑块作为运动部件的导向。

本次测试选择的样机是采用伺服电机直接驱动滚珠丝杠的形式传递动

力。在X方向采用一根直线导轨进行导向，在Y方向采用四根直线导轨进

行导向。

送料系统X方向运动机构包括X轴电机，X轴丝杠通过X轴联轴器与

X轴电机连接，和X轴丝杠配合的X轴丝母；在横梁上设置有X轴电机座

和X轴轴承座。X轴丝杠两端通过X轴电机座和X轴轴承座来固定，X轴

丝母通过螺钉与联接座连接，联接座带动溜板沿X方向运动，溜板通过X

轴导轨和X轴滑块进行导向，联接座与溜板通过螺钉连接，夹钳固定在溜

板上并夹持板料随着溜板沿X方向运动。

送料系统Y方向运动机构包括固定设置在支撑底座上的Y轴导轨、Y

轴电机座和Y轴轴承座，在Y轴导轨上设置有沿Y轴导轨滑动的Y轴滑块，

在Y轴电机座上固定Y轴电机，横梁座与Y轴滑块固定连接并通过Y轴导

轨和滑块进行导向。

测试平台介绍

本次加速度数据都是在虚拟仪器中进行采集的。本采集和数据分析系

统采用美国NI公司的PXI机箱和嵌入式PXIe控制器为系统运行平台，选

择加速的测试采集的功能模块实现加速度信号的数据采集，系统的模块化

程度高，可靠性高。PXI是一种基于PC技术的平台，是一种专为工业数据

采集与自动化应用量身定制的模块化仪器平台。PXI为测量和自动化系统提

供了高性能、高坚固性、低成本的配置方案。作为一种公开的标准化工业

测控平台，PXI已经在电子产品测试、航空航天、汽车、能源电力、通信等

领域获得了广泛应用，并且得到了包括NI、Agilent、Pickering在内的主

流测试测量设备厂商的支持，已成为主流的模块化仪器平台。

本系统主要包括传感器、数据采集系统、系统软件等部分。本系统使

用了PXI机箱加固装置和外挂式机箱显示套件，外观效果如图1所示，并

通过LabVIEW对各个测量项目进行设计。

图1系统外观效果图

加速度测量

测量加速度可以用加速度传感器，通过分别在X方向和Y方向上布置

加速度传感器，将传感器输出的电压信号采集到虚拟仪器中，完成对加速

度数据的实时采集，如图2、图3所示。

图2X方向加速度测量

图3Y方向加速度测量

X运动方向加速度测试

X轴加速度的测试对象为X轴溜板，测量时Y轴保持静止，分别对倍

率、步距进行测试对比，记录测量数据如表1所示。

表1X轴测试数据统计

结果分析：

⑴对比A1、A2、A3组，A4、A5、B3组，A6与B4组，以及A7与

B5组共四组数据，可以直观地看到倍率提高后，加速、减速的加速度最大

值均变大；两组数据之间横向对比，亦可看出步距增加后，倍率的改变对

加速度幅值的影响更为明显。

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⑵对比B1～B5组，可以直观地看到步距增加后，加速、减速的加速度

最大值逐步增加，当步距为200mm时，加速、减速的加速度最大值反而

减小，这是因为步距较大，运行时间跨距长。

⑶A6和A7的波形中均可以看到，一个步距周期中，加速度有两段数

值为0的时间段，其中前一段为加速后匀速运行的时间段，后一段为