基于DSP便攜式滾珠絲杠副故障檢測儀設(shè)計(jì).pdf

1、滾珠絲杠副是數(shù)控加工機(jī)床中最重要的部件之一,它是數(shù)控加工機(jī)床主要的傳動(dòng)、定位裝置,因其具有傳動(dòng)效率高、定位精度準(zhǔn)、剛度強(qiáng)等特點(diǎn),在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域得虱了廣泛應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床滾珠絲杠副的使用壽命一般規(guī)定在1～1.5萬小時(shí),但是很多數(shù)控機(jī)床橫向滾珠絲杠副達(dá)不到這個(gè)運(yùn)行時(shí)間就會(huì)發(fā)生故障。
　　 當(dāng)滾珠絲杠副出現(xiàn)故障,如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),將會(huì)對所加工產(chǎn)品的精度造成嚴(yán)重的誤差,從而導(dǎo)致產(chǎn)品合格率下降。這會(huì)使數(shù)控加工生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大幅度降低。同

2、時(shí)由于目前國內(nèi)數(shù)控機(jī)床的加工技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足高精度的需求,許多企業(yè)只能依靠進(jìn)口高精度數(shù)控機(jī)床進(jìn)行產(chǎn)品的加工生產(chǎn)。一旦發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠副出現(xiàn)問題,再向國外廠家訂購,會(huì)大大增加數(shù)控加工企業(yè)的停工時(shí)間。這也將很大降低數(shù)控加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。近年來,國內(nèi)對滾珠絲杠副故障診斷系統(tǒng)也有一定的研究,但是絕大多數(shù)故障診斷系統(tǒng)的文獻(xiàn)都是基于PC機(jī)形式來實(shí)現(xiàn)的。這大大增加了數(shù)控加工企業(yè)的成本,也限制了現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值。國外也有研究基于便攜式的滾珠絲杠副故障診

3、斷儀,但是由于其價(jià)格過于昂貴,難以在國內(nèi)數(shù)控加工企業(yè)普及。
　　 針對上述情況本文提出一種基于DSP便攜式滾珠絲杠副故障測試儀。實(shí)現(xiàn)了低成本、高運(yùn)算能力、高數(shù)據(jù)傳輸速度等優(yōu)點(diǎn)。
　　 論文完成了滾珠絲杠副故障檢測系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)工作。系統(tǒng)采用了高共模抑制比前置放大器MAX492進(jìn)行信號的前置放大處理,并采用LMF90構(gòu)成50Hz陷波電路濾去工頻干擾信號,同時(shí)采用MAX7424開關(guān)電容濾波芯片構(gòu)成低通濾波器,由TMS32

4、0VC5502控制其時(shí)鐘信號,從而達(dá)到可自調(diào)整截止頻率的目的,最后由DAC0832和運(yùn)算放大器構(gòu)成程控放大器,達(dá)到放大倍數(shù)可調(diào),為12位串行A／D轉(zhuǎn)換器MAX1246提供適合轉(zhuǎn)換的模擬信號。經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換器MAX1246后的得到的數(shù)字信號通過TMS320VC5502的多通道緩沖串口,利用DMA控制器將數(shù)據(jù)搬移到DSP內(nèi)部存儲(chǔ)器。同時(shí),論文完成了人機(jī)交互硬件模塊,使系統(tǒng)能更便于的操作。
　　 論文還完成了TMS320VC5502的

5、自加載程序設(shè)計(jì)。通過對Boot表設(shè)計(jì),使系統(tǒng)程序能順利燒寫到Flash中,并在系統(tǒng)上電后能完成自加載任務(wù)。此外,論文在DSP的CCS2.0開發(fā)環(huán)境中用C語言和匯編語言完成了系統(tǒng)軟件的開發(fā)和快速傅里葉算法的編寫。
　　 論文在完成軟硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,在數(shù)控加工企業(yè)以CNCNNATIV5-3000加工中心的滾珠絲杠副作為實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行功能測試。測試結(jié)果證明,該檢測儀能夠滿足滾珠絲杠副的故障檢測要求。這對提高數(shù)控加工企業(yè)的工作效率和經(jīng)濟(jì)