[发明专利]四点接触球轴承跑合装置及控制方法

权利要求书

1.四点接触球轴承跑合装置，其特征在于，包括负载加载伺服电机(1)、轴承驱动伺服电机(2)、摩擦力矩传感器(3)、负载力传感器(4)和真空度传感器(5)，负载加载伺服电机(1)通过转速反馈至驱动控制模块(11)，驱动控制模块(11)发送驱动控制模块数据和指令至数据处理模块(12)，驱动控制模块(11)还驱动轴承驱动伺服电机(2)工作，轴承驱动伺服电机(2)的电流被采集至数据采集测量模块(21)，数据采集测量模块(21)发送数据至数据处理模块(12)并再次接收处理后的数据，数据采集测量模块(21)同时接收摩擦力矩传感器(3)、负载力传感器(4)和真空度传感器(5)发送的数据；

其中，在驱动和数据采集设备中有一个双通道驱动控制模块，其中包括一个四通道伺服电机驱动控制模块和一个八通道数据采集测量模块，四通道伺服电机驱动控制模块能够同时驱动四台真空伺服电机运动，其中两台电机用于驱动轴承，另外两台电机用于驱动自动负载加载，驱动控制模块同时采集伺服电机的角度位置数据和角速度数据，并将这些数据发送给上位机，用于数据保存和超速保护监视，八通道数据采集测量模块通过摩擦力矩传感器采集两个轴承的摩擦力矩，通过采集负载力传感器采集两个轴承的负载力，并且采集两个轴承驱动电机的电流和腔体内的真空度，将上述数据发送给上位机，用于数据保存，真空度监视和过载保护监视；

负载力传感器的数据处理，使用18V电压供电，分别测量两个轴承的加载力；LTH350接口使用真空插座，配合模拟信号输出端，输出给ADAM-4017+数据采集模块，此模块把模拟信号转换为数字信号，由于ADAM-4017+转换后的数字信号编码模式为RS485，而工控机上用于通讯的串口编码方式为RS232，把转码后的数字信号通过COM口传给工控机；

在摩擦力矩传感器中，C端口为扭矩的模拟量输出，然后通过信号真空插座传递给ADAM-4017+；X1中的15号和17号引脚接收上述模拟信号，然后转换为数字信号输出；

采用一个机械泵对两个真空腔同时抽真空；

摩擦力矩传感器和负载力传感器分别获得两个轴承的摩擦力矩模拟量和负载力模拟量以及两个轴承电机电流数据；在数据采集测量模块中使用集成模数转换器ADAM-4017+将上述模拟信号转换为数字信号输入到微控制器中；模数转换器ADAM-4017+可以输入8路模拟信号，并且都是可编程的，支持8路差分输入和Modbus协议，各通道可以单独设置输入范围。

2.根据权利要求1所述的四点接触球轴承跑合装置，其特征在于：负载力传感器(4)的电路由应变放大器U1、应变放大器U2、ADAM4017模拟量输入模块X1和转接口U3组成，应变放大器U1和应变放大器U2的5，6，7，8和9引脚都并联接地，应变放大器U1和应变放大器U2的2，3，4，5、6和7分别并联接在ADAM4017模拟量输入模块X1的引脚12和14，上，应变放大器U1和应变放大器U2的引脚8分别接在ADAM4017模拟量输入模块X1的引脚11和13上，ADAM4017模拟量输入模块X1的引脚7和8分别接在转接口U3上，ADAM4017模拟量输入模块X1的引脚10与转接口U3并联接地，转接口U3的引脚2，3和4接在数据接口连接器COM的端口上。

3.根据权利要求1所述的四点接触球轴承跑合装置，其特征在于：摩擦力矩传感器(3)的电路由力矩传感器U4和U5、信号真空插座J1和ADAM4017模拟量输入模块X1组成，力矩传感器U4和U5的引脚3，4，5，6和12分别接在信号真空插座J1的端角1，2，3，4，5，7，8，9，10和11上，信号真空插座J1的引脚23、29分别接在ADAM4017模拟量输入模块X1的端脚15和17上，信号真空插座J1的引脚24，25，30和31并联接在ADAM4017模拟量输入模块X1的端脚16和18上。

4.根据权利要求1所述的四点接触球轴承跑合装置，其特征在于：负载加载伺服电机(1)由PMAC接口板P1、伺服电机驱动器P2和P3以及真空伺服电机S1和S2组成，PMAC接口板P1的端口总线分别与伺服电机驱动器P2和P3相接，伺服电机驱动器P2和P3端口分别与对应的真空伺服电机S1和S2相连。