[发明专利]一种多通道数控机床能耗数据采集台架

说明书

技术领域

本发明涉及一种采集台架，尤其是涉及一种多通道数控机床能耗数据采集台架。

背景技术

目前，以数据采集模块为核心的数据采集与控制实验台架在机床领域研究应用非常广泛。但是用现有国内外数据采集台架来采集机床能耗仍存在着一定的不足：

(1)许多数据采集模块功能比较单一：许多的现有生产的采集产品所采集的信号类型比较单一，在分析机床能耗时，需对机床的总能耗、总电压、电流、主轴能耗、主轴电压、主轴电流、伺服模块能耗、伺服模块电压、伺服模块电流、主轴转速、主轴扭矩等多路信号进行采集，现有设备主要以日本的采集系统为主，其采集功能单一，且只能采集一路信号，当针对于多种复杂的现场情况需要采集的物理量时，该采集系统就难以满足需求。

(2)采样频率较低：针对现有的采集系统而言，其采样频率较低，对于机床数据的采集有着严重的限制，不能完整的将机床物理量特性采集表达出来。

(3)实验台架搭建、使用过程繁琐，操作不便：就现有的采集系统而言，主要是针对某一信号的采集，其传感器接线难以满足机床复杂线路。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种数据采集功能模块多样、采样频率高、实验台架搭建、使用过程简单、不受干扰、操作简单的多通道数控机床能耗数据采集台架。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种多通道数控机床能耗数据采集台架，该台架包括LabVIEW采集模块、SERVOGUIDE采集模块和工业PC机，所述的工业PC机内设有LabVIEW和SERVOGUIDE采集软件，并分别与LabVIEW采集模块和SERVOGUIDE采集模块连接，所述的LabVIEW采集模块和SERVOGUIDE采集模块分别与数控机床连接；

在采集数控机床能耗数据时，与数控机床连接的LabVIEW采集模块和SERVOGUIDE采集模块同时采集数控机床运行时的功率、电压和电流数据，并且传送到工业PC机上进行处理，最终获得数控机床的能耗数据。

所述的LabVIEW采集模块包括NI数据采集卡以及分别与NI数据采集卡连接的功率传感器、电压传感器和电流传感器，所述的功率传感器、电压传感器和电流传感器分别与数控机床的主轴连接，所述的功率传感器还与数控机床的伺服电机和主轴连接，所述的NI数据采集卡与工业PC机连接。

所述的SERVOGUIDE采集模块包括扭矩传感器和转速传感器，所述的扭矩传感器和转速传感器分别与工业PC机以及数控机床的伺服电机和主轴连接。

所述的台架还包括开关电源，所述的开关电源包括220转24V电源和220转5V电源，所述的220转24V电源分别与功率传感器、电压传感器和电流传感器连接，所述的220转5V电源与NI数据采集卡连接。

所述的NI数据采集卡为USB6342多功能数据采集卡，通过USB与工业PC机连接，其上设有9个数据采集通道。

所述的功率传感器为三相三线有功功率变送器，其型号为RS-P31-44DS5功率传感器，该芯片包括单片机和CS5460A芯片，所述的CS5460A芯片为带有串行接口的单相双向功率/电能计量集成电路芯片，该芯片的脉冲输出频率与有功能量成正比，且具有高速电能计算功能。

所述的开关电源还包括电源线滤波器，用以限制电网中的高频进入设备。

所述的电压传感器为RS-1331-44D1电压传感器，所述的电流传感器为JLB10YD2Y2电流传感器。

所述的NI数据采集卡的采样频率为1000Hz。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、数据采集功能模块多样：在分析机床能耗时，需对机床的总能耗、总电压、电流、主轴能耗、主轴电压、主轴电流、伺服模块能耗、伺服模块电压、伺服模块电流、主轴转速、主轴扭矩等多路信号进行采集，然而，现有设备主要以日本的采集系统为主，其采集功能单一，且只能采集一路信号，当针对于多种复杂的现场情况需要采集的物理量时，该采集系统就难以满足需求，与之相比，本发明的采集系统含有九个通道(3个电流通道，3个电压通道，3个功率通道)，可以同时采集9路信号并且结合LabVIEW和SERVOGUIDE进行采集，扩大了采集的数据种类，加快了采集速度，保证了采集数据的质量。

二、采样频率高：针对现有的采集系统而言，其采样频率较低，对于机床数据的采集有着严重的限制，不能完整的将机床物理量特性采集表达出来，与之相比，本发明的采集频率达到1000HZ，为NI数据采集卡的采样频率，能够完整的采集出机床的能耗特性。