第2期 2017年2月
组合机床与自动化加工技术
ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechnique
文章编号：10012265(2017)02008105
D0I : 10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2017. 02. 020
No.2 Feb.2017
基于cRIO的铣齿机主轴箱试验台测控系统设计
陈科安，陈捷，洪荣晶，艾真伟
（南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009）
摘要：主轴箱是铣齿机设备中的重要部件，为分析验证主轴箱的综合性能，根据通用齿轮装置型式试验方法标准规范设计开发了一套主轴箱试验台测控系统。系统以cRIO和CDAQ作为下位机，ABB ACS850多传动系统作为驱动核心，安装LabVIEW的PC机作为上位机。系统中，试验台总体结构设计实现了能量封闭的功能，监控系统实现了模拟主轴箱的实际工况的功能，测试系统实现了对主轴箱运行信号的采集与保存。经调试运行，该测控系统实现了测控一体化、高频信号动态采集、能量反
馈的要求，具有可靠性高，测控精确，运行稳定和应用广泛的特点。关键词：铣齿机；主轴箱；试验台；测控系统；LabVIEW；cRIO
中图分类号：TH166；TC659
文献标识码：A
Design of Measurement and Control System of Milling Machine Spindle Box Based on cRIO
CHEN Ke-an, CHEN Jie, HONG Rong-jing, AI Zhen-wei
(School of Mechanical and Power Engineering, Nanjing Tech University , Nanjing 210009, China)
Abstract : The spindle box is an important part of the gear milling machine equipments. In order to analysis and verify the comprehensive performance of spindle box, I designed and developed a set of spindle box test rig measurement and control system accorded to the general gear type test method standard specification. In this system, I adopt cRIO and CDAQ as the slave computers, ABB ACS850 as the driving core, the instal-lation of the LabVIEW PC as the master computer. In the system, overall structure design has realized the energy closed function, monitoring program has realized the simulation of the actual working condition of the spindle box, the test program has realized the collection and preservation of the spindle box running signal. After the trial run, the measurement and control system has realized the integration of measurement and con-trol, the high frequency signal dynamic collection, the requirement of energy feedback. The measurement and control system has high reliability, measurement and control precision, stable running, and the charac teristics of wide application.
Key words: gear milling machine; spindle box; test bench; measurement and control system; LabVIEW; cRIO
0引言
主轴箱传动装置作为铣齿机设备的通用零部件，起连接和传递动力的作用，其性能和质量的好坏直接影响整个铣齿机的安全性能和经济效益[1]。所研究的数控铣齿机主轴箱采用多级齿轮传动，主轴伺服电机所产生的动力通过主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴传递到主轴刀盘上。由于主轴箱工况复杂，需满足大功率切削、高速和高精加工的要求，其结构动态特性备受关注。主轴箱具有传动比固定、传动力矩大、结构紧凑和恒定功率传动的特点。在实际工况中，容易产生振动、齿轮啮入啮出冲击、齿侧间隙、时变啮合
收稿日期：2016-04-16；修回日期：2016-05-03
刚度、齿轮啮合的弹性变形、安装以及制造误差等因素形成内部激励，都可能使得主轴箱产生有害的振动。因此，作为铣齿机的关键部件，主轴箱的性能影响着整个铣齿机的性能[23]。在铣齿机出厂前，有必要按照标准JB/T5077-1991《通用齿轮装置型式试验方法》、JB/ T9050.3-1999《圆柱齿轮减速器加载试验方法》和JB/ T9721-1999工程机械减速器型式试验方法》对主轴箱进行出厂试验，检验主轴箱是否达到标准要求。
设计分为总体结构设计和测控程序设计，试验台总体结构采用直流母线的电封闭功率流方式，以实现能量封闭；测控程序采用cRIO+LabVIEW方式，以实
*基金项目：国家自然科学基金“特殊工况下转盘轴承损伤机理及在线监测（51375222）；大型光热光伏地面发电站跟踪系统检测装备研究
(51202115)
作者简介：陈科客(J990—），男，江苏南通人，南京工业大学硕士研究生，研究方向为铣齿机主轴箱试验台测控系统设计，（E-mail)1191387458@
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