[发明专利]基于工业以太网总线的圆度误差测量装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别是有关于一种基于工业以太网总线的圆度误差测量装置及方法。

背景技术

当伺服参数经过优化后，需要对优化的效果验证，比较常用的方法就是圆度误差测量。因为，在模具加工时大部分机床运动轨迹是一个空间的曲线，可以近似认为是由一个个圆弧段组成的，圆度误差测量就是让机床以一定的速度走一个相应半径的圆，看机床实际走圆的效果，通过圆度误差测量可以看出机床在拐点处的动态特性。

现有技术中，一般采取下面两种方法进行圆度误差测量：

第一种，人工测量。两点和三点法近似测量，为生产中常用的方法，需要使用百分表或比较仪、表座、V型块等量具，操作简单。但这种方法缺陷是必需将测量结果先记录在纸张中，当需要进行分析时，再录入到电脑表格中，此方式效率低，数据容易记错。

第二种，通过在计算机上开发软件进行测量。首先需要在NC（数字控制）系统上编写两个要测试的轴插补的圆程序，接着执行NC上的程序，再通过PC上的软件进行圆度误差测量及显示分析。此方法不足之处：在计算机上实现，经分析后调试人员需进一步在伺服上进行手动优化参数，另外还需要考虑计算机和NC系统联网的问题，成本较高。

工业以太网总线技术具有可实现远程访问，可承载大量数据信息，网络传输速度快，数据可达性强，可靠性高等优点。工业以太网总线技术的出现，为克服上述方法的缺陷提供了很好的研究思路。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于工业以太网总线的圆度误差测量装置。

本发明的另一个目的在于提供一种基于上述装置的圆度误差测量方法，直接在CNC（Computer numerical control，计算机数字控制）控制装置上进行圆度误差测量操作，自动分析记录测量结果，无需考虑PC与NC系统联网问题，成本低，解决了现有圆度误差测量方法人工记录测量结果造成效率低及不准确，或者通过计算机开发软件实现测量成本高的问题。

本发明的第一个目的通过以下技术方案实现：基于工业以太网总线的圆度误差测量装置，包括CNC控制装置和伺服驱动装置，所述CNC控制装置通过伺服驱动装置与传动机械装置连接，所述CNC控制装置中包括圆度指令发送模块、圆度误差测量装置和图形显示模块，所述圆度误差测量装置包括依次连接的数据输入模块、数据采集模块、圆度分析模块和数据输出模块；

所述圆度指令发送模块和圆度误差测量装置的数据输入模块连接，所述数据输入模块和圆度指令发送模块通过工业以太网总线与伺服驱动装置连接；所述CNC装置通过工业以太网总线与伺服驱动装置之间实现通信；

所述圆度误差测量装置的数据输出模块和圆度指令发送模块分别与图形显示模块连接。

优选的，所述伺服驱动装置包括依次连接的位置控制器、速度控制器、电流控制器、功率放大器、伺服电机以及反馈检测装置，CNC控制装置中圆度指令发送模块通过工业以太网总线与位置控制器连接，将圆度指令发送给位置控制器，所述伺服驱动装置通过伺服电机与传动机械装置连接；

所述伺服电机通过反馈检测装置分别与位置控制器的输入端及速度控制器的输入端连接，将传动机械装置位置信息及伺服电机运转速度信息反馈给位置控制器及速度控制器，所述功率放大器的输出端与电流控制器的输入端连接，将功率放大器输出的电流参数值反馈给电流控制器。

优选的，所述伺服驱动装置包括依次连接的位置控制器、速度控制器、电流控制器、功率放大器、伺服电机和第一反馈检测装置；CNC控制装置中圆度指令发送模块通过工业以太网总线与位置控制器连接，将圆度指令发送给位置控制器，所述伺服驱动装置通过伺服电机与传动机械装置连接；

所述伺服电机通过第一反馈检测装置与速度控制器的输入端连接，将速度信息反馈给速度控制器，所述功率放大器的输出端与电流控制器的输入端连接，将功率放大器输出的电流参数值反馈给电流控制器；

传动机械装置还连接有第二反馈检测装置，传动机械装置通过第二反馈检测装置与位置控制器的输入端连接，通过第二反馈检测装置将传动机械装置的位置信息反馈给位置控制器。

本发明的第二个目的通过下述技术方案实现：基于工业以太网总线的圆度误差测量方法，包括以下步骤：

（1）通过工业以太网总线把伺服驱动装置当前经过优化后的伺服参数信息下载到CNC控制装置；

（2）进入CNC控制装置圆度误差测量人机界面；

（3）设定圆度误差测量的各项参数值；