[发明专利]一种数控系统抗扰度的量化测试系统及方法

权利要求书

1.一种数控系统抗扰度的量化测试系统，其特征在于，包括：数据采集与控制装置，线性模组，电磁骚扰模拟装置和上位机；所述数据采集与控制装置分别与线性模组、电磁骚扰模拟装置和上位机数据连接；

所述线性模组上安装有光栅尺，线性模组安装在数控机床上，用于测量机床滑台的位置，并将相应的位置数据发送至数据采集与控制装置；

所述电磁骚扰模拟装置，用于向数控系统施加电磁骚扰信号；

所述数据采集与控制装置，用于实时读取线性模组采集的位置数据，上传至上位机；并根据光栅尺实际位置读数和移动方向控制电磁骚扰模拟装置对数控系统施加电磁骚扰信号；

所述上位机，用于同数据采集与控制装置通信，接收位置数据，并对比数控系统在电磁骚扰施加前后，线性模组位置、速度和加速度的变化，通过预设的测试方法定量分析电磁骚扰对数控系统性能的影响；

所述数据采集与控制装置包括：光栅输入接口、实时以太网接口、外部数字量输出接口和FPGA芯片；FPGA芯片通过预设外围电路分别与光栅输入接口、实时以太网接口、外部数字量输出接口连接；

所述光栅输入接口与光栅尺数据连接，实时以太网接口与上位机网络连接；外部数字量输出接口与电磁骚扰模拟装置连接，用于触发电磁骚扰模拟装置，对数控系统施加电磁干扰；

所述FPGA芯片上还设有事件触发器，所述事件触发器用于根据光栅尺实际位置读数和移动方向触发数字量输出接口，改变输出电平，从而控制电磁骚扰模拟装置对数控系统施加电磁骚扰。

2.根据权利要求1所述的数控系统抗扰度的量化测试系统，其特征在于，所述数据采集与控制装置还包括RS232/485接口，RS232/485接口分别与FPGA芯片、电磁骚扰模拟装置连接，用于通过通信的方式触发电磁骚扰模拟装置，对数控系统施加电磁干扰。

3.根据权利要求1所述的数控系统抗扰度的量化测试系统，其特征在于，所述电磁骚扰模拟装置包括静电模拟发生器、脉冲群发生器、浪涌发生器、变频电源中的任一或任意组合。

4.一种基于权利要求1-3任一项所述数控系统抗扰度的量化测试系统的量化测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：数控系统按照预设控制程序运动，数据采集与控制装置按照预设采样周期采集一个动作循环内的光栅尺的测量数据，作为参考数据上传到上位机；

S2：触发电磁骚扰模拟装置对数控系统施加电磁骚扰，数据采集与控制装置按照预设采样周期采集一个动作循环内的光栅尺测量数据，作为对比数据上传到上位机；

S3：上位机对参考数据和对比数据进行比对，若参考数据和对比数据偏移量均小于等于预设阈值，则测试成功；否则，测试失败。

5.根据权利要求4所述的量化测试方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

当线性模组的滑台到达设定的触发位置和运动方向时，事件触发器触发数字量输出接口，改变输出电平，控制电磁骚扰模拟装置对数控系统施加电磁骚扰；

数据采集与控制装置按照设定的采样周期采集一个动作循环内的光栅尺读数变化，并上传到上位机。

6.根据权利要求4所述的量化测试方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

上位机根据参考数据计算出对应的工作台的位置信息曲线、速度曲线和加速度曲线；上位机根据对比数据计算出对应的工作台的位置信息曲线、速度曲线和加速度曲线；分别对两组数据的工作台的位置信息曲线、速度曲线和加速度曲线进行比对，若对应数据偏的移量均小于等于预设阈值，则测试成功；否则，测试失败。