CN102785126B - 刀库及自动换刀装置综合性能检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明刀库及自动换刀装置综合性能检测系统采用三轴加速度传感器、无线振动传感器、工业相机、PSD相机及声压传感器作为大型刀库及其自动换刀装置综合性能的检测元件。以IEPE模拟量采集卡、无线网关、图像采集卡及模拟电压采集卡作为数据采集或信号传输设备，对大型刀库及自动换刀装置的刀库振动、机械手臂振动、刀库定位误差、机械手换刀运动精度及整机工作噪音五个方面的性能进行检测，并将采集到的信号发送到工控机。以LabVIEW为工具设计了专门进行数据分析计算的处理软件，对所获取的实验数据进行分析运算保存。本发明具有移植性强、测量范围广、测量精度较高、对操作者的专业技术水平要求不高等优点，具有强大的实际应用价值。

Description

刀库及自动换刀装置综合性能检测系统

技术领域

本发明属于加工中心刀库及自动换刀装置综合性能检测领域，尤其是采用多种传感元件构成刀库静动态性能检测系统，并利用数据采集卡将数据传输到工控机进行分析，编制友好型人机交互。

背景技术

自1958年美国K&T公司首次将刀库及自动换刀装置应用到数控机床以来，加工中心的精度、稳定性、可靠性及柔性等性能都发生了很多的改变。特别是近几年来，随着大型链式刀库及双环布刀圆盘刀库的发展，使刀库容量从原来的40多把提高到了100把以上，刀库结构的改进和重刀识别技术的发展使单刀最大重量也提高了一倍。双弧面凸轮代替传统的液压式传动机构，加上选刀布刀的优化设计技术，使自动换刀装置的换刀时间大幅缩短，目前国际先进的加工中心换刀时间可达到2s内。加工中心最大的优势在于一次装夹可以完成多道工序的加工，加工效率很高，这就要求加工中心有高可靠性和低故障率，所以加工中心的可靠性一直备受制造商的重视，也是先进产品的重要性能指标。目前，国际先进的加工中心的平均故障间隔时间都超过了1000小时。

刀库及自动换刀装置是加工中心区别于普通数控机床的关键功能部件。刀库将加工所需刀具进行储备，自动换刀装置实现刀具的自动装夹、卸载，减少了加工过程的非切屑时间，从而提高了加工效率、降低了生产成本。随着加工技术的不断发展，对加工设备的综合性能提出了更高的要求。刀库的定位精度、运行平稳性、换刀装置的运动精度等是大型刀库及自动换刀装置的重要性能指标，对加工中心整体性能影响很大。为了提高刀库及自动换刀装置的综合性能，就必须了解不同类型刀库定量的性能参数，以便于寻找出影响性能的主要因素。这就要求研发一种较为全面的刀库及自动换刀装置综合性能检测系统。本发明就是为了补充国内外对刀库及自动换刀装置综合性能检测的需求而研发的。

目前，刀库及自动换刀装置的性能检测系统很少，主要表现为现有设备只针对刀库或自动换刀装置的某一种性能进行检测，如北京工业大学的张跃明等人发明的《一种自动换刀机构性能检测平台》，其主要是对弧面凸轮机构自动换刀装置的输入输出参数及动力学参数进行测量，缺乏较为全面的性能检测。另一方面目前对刀库综合性能的评价主要是通过刀库的故障建模来计算可靠性，如吉林大学数控装备可信性研究所的贾亚洲等人研究的圆盘刀库自动换刀系统可靠性试验台，该试验台的作用是通过加速试验来对刀库的故障模式进行分析，从而找到影响刀库的性能的关键部件，无法定量的分析刀库及自动换刀装置的综合性能。本发明从刀库定位精度、刀库振动特性、自动换刀装置运动精度、换刀振动特性和刀库运行噪声五个方面对刀库及自动换刀装置进行较为全面的性能检测，从而定量的了解刀库及自动换刀装置的综合性能，为提高加工中心整体技术水准奠定基础。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有大型刀库及其自动换刀装置综合性能检测技术不足的问题，发明了一种以无线振动传感器、声压传感器和三轴加速度传感器为传感元件，采用位置敏感探测器(PositionSensory Device，简称PSD)组成的PSD相机及工业相机为非接触测量设备共同构成了大型刀库及其自动换刀装置综合性能检测系统的硬件基础。系统经过模拟电压采集卡、IEPE（Integrated ElectronicsPiezo Electric，简称IEPE）模拟量采集卡、图像采集卡及无线网关将传感元件获取的性能数据发送的工控机。在工控机里安装了自行设计的刀库及自动换刀装置综合性能检测，对采集到的数据进行分析计算，绘制出各个功能部件的性能参数曲线或者生成相应的数据并保存到硬盘上。通过得到的各方面的综合性能数据可以直观或定量的评价大型刀库及其自动换刀装置的性能优劣，从而达到解决大型刀库及其自动换刀装置综合性能检测难的问题。

本发明采用的技术方案是：采用三轴加速度传感器、无线振动传感器、工业相机、PSD相机及声压传感器作为大型刀库及其自动换刀装置综合性能的检测元件。以IEPE模拟量采集卡、无线网关、图像采集卡及模拟电压采集卡作为数据采集或信号传输设备，对大型刀库及其自动换刀装置的刀库振动、机械手臂振动、刀库定位误差、机械手换刀运动精度及刀库工作噪音五个方面的性能进行检测，并将采集到的电信号转换成数字量发送到工控机。同时，对所获取的实验数据进行分析运算，作出刀库和自动换刀装置的性能参数曲线或数据表格，并将分析结果以实验报告和文本文件形式输出或保存到硬盘，便于后续的数据回放和对比分析。该检测系统的软硬件针对性强，实验数据可以较为全面的反应大型刀库及其自动换刀装置的性能。

大型的加工中心的刀库部分主要有刀库和自动换刀机械手组成，如附图1所示，本发明对这两个功能部件的五项关键性能进行检测。自动换刀装置的机械手的运动精度和平稳性对换刀过程影响很大，其运动精度是通过两个PSD相机实时测量机械手臂上测试光源的运动轨迹来反应，电压采集卡将PSD相机输出的电信号传给工控机，计算出测试光源的光心三维坐标，从而绘制出机械手臂的空间运动轨迹。安装在机械手上的无线振动传感器采集运动过程中的振动信息，并通过无线网关接收发送到工控机。刀库的主要作用是储存刀具和运输指定刀具，其定位精度及大型刀库由于体积大在动作过程中的振动是主要受关注的指标。该系统通过工业相机对导刀槽部分的进行标定和图像提取，将工业相机传输来的目标图像进行特征提取计算得到定位精度。安装在刀库体上的三轴加速度传感器将动作过程中的振动信号经调理、采集卡传输给测试系统。最后采用声压传感器将刀库及自动换刀装置的工作噪声进行测量，并通过放大电路、采集卡发送到工控机。

其具体检测内容如下：

（1）检测系统的硬件布置

如附图2所示，首先将被测试的刀库及自动换刀装置安装在配备有动力源的试验台上，然后在刀库动力链轮8的外壳上安装三轴加速度传感器9，三轴加速度传感器9的输出电缆依次连接到放在试验台底座23上的压电激励源21的前三个输入通道上，压电激励源21的相应的输出通道与数据采集模块5上的IEPE加速度采集卡的0、1、2通道连接。在双臂式换刀机械手12的抓刀口与旋转轴之间对称安装两个测试光源13，作为换刀运动轨迹测量的目标点，在自动换刀装置箱体11的凸轮外壳底部安置两个磁性表座，将两个PSD相机16对应安装在磁性表座上，PSD相机16输出的模拟电压信号通过PSD信号处理器22被数据采集模块5上的模拟电压采集卡接受。调整在试验台底座23上的相机三脚架18的高度使工业相机17的镜头光轴与刀库14的导刀槽10、储刀套6和刀套传动链7的中心在高度上一致，工业相机17通过网线与工控机4上PCI插槽内的图像采集卡连接。包含有IEPE加速度采集卡、模拟电压采集卡和数字量输入输出采集卡的数据采集模块5通过USB接口连接工控机4，数据采集模块5上的数字量输入输出采集卡用于控制换刀机械手12上的测试光源13的状态，并采集刀库和自动换刀装置上安装的接近开关的状态信号。无线振动传感器15通过磁盘吸附在换刀机械手12内侧，其接收端无线网关3连接在工控机4上。刀库噪声采集靠安装在传感器支架20上的声压传感器19完成，其输出端与压电激励源21的第四个输入通道连接。压电激励源21为所连接的IEPE传感器提供激励源并放大输出功率，其输入、输出端皆为四通道，与数据采集模块5中IEPE加速度采集卡的0、1、2、3通道相对应。用户控制操作部分由安置在实验桌1上的工控机输入显示设备2和工控机4组成。

（2）检测系统设计

刀库及其自动换刀装置综合性能检测系统采用LabVIEW图形化编程，主要内容由控制界面和程序图构成。如图3所示，系统的控制界面层次清晰，从功能上分主要由三部分组成，第一部分是传统的windows菜单区，位于控制界面的最上端和最下端，主要用于在标题栏显示名称，窗口控制区控制窗口的显示和关闭，菜单栏提供设置控制运行方式的选项，最下端的状态栏显示实际运行状况。中间是测试刀库型号及采集参数等的数据设置区和流程控制区。占主界面的绝大部分面积的是显示区，分别显示机械手的运动轨迹分解图及振动曲线，刀库定位特征提取图像，刀库振动及噪声曲线。检测系统主要用于五个测量任务的数据采集、分析、计算和采集过程结果显示的控制，对所要检测的五项性能参数独立编程，编写原则是综合控制、独立采集分析。采集的控制及界面显示采用综合控制，即采用事件结构统一监视控制界面上的操作按钮，综合控制五个采集任务的开始和结束。而对每一个具体的采集任务的采用独立编程，如图4所示的是机械手运动精度的测量流程，其主要是通过采集PSD信号处理器22上输出的模拟电压信号，利用双目视觉方法编写的Matlab算法计算出测试光源中心的三维运动散点群，并拟合出三维运动轨迹，最后分解出平移和旋转运动曲线。测量过程中还需要一个标定过程，是用于当两个PSD相机16的位置发生改变后，通过控制平面标定模板来测量PSD相机16的内外参数。图5所示的是刀库定位精度测量流程图，开始时先配置相机的拍摄参数，然后给相机分配内存，如果工业相机17首次安装则启动观测，从显示窗口观测相机拍摄的照片调整相机位置到最佳，相机拍摄的照片的单位是像素，实际测量使用的单位是毫米，通过矩形标定可以将这两个单位进行转换，标定完后就可以对储刀套6和导刀槽10进行特征提取，计算定位精度。图6所示为三轴加速度传感器9和声压传感器19的采集分析流程图，这两个任务都采用IEPE模拟采集卡采集，编写方法类似，首先设置采集参数并分配内存，然后启动连续采集，并进行批量回调数据，滤波后进行频谱分析和声压等级计算，最后做出特性曲线。图7所示为机械手振动特性测量流程图，由于该部分采用无线网关3进行数据传输，所以在数据采集部分采用LabVIEW调用传感器自带的动态链接库函数，其余部分与三轴加速度采集方法相同。同时系统具有数据保存、预览和回放功能。

检测时，首先将三轴加速度传感器9、声压传感器19、测试光源13、工业相机17和PSD相机16安装在刀库及自动换刀装置试验台上，保证安装的位置在刀库及自动换刀机械手在运动过程中不会损失传感器，使用相应的通信电缆将传感器和激励电源或信号处理器连接起来，同时注意连接电缆不会缠绕在零件上，最后将数据采集模块5与工控机4连接好。启动刀库14和自动换刀装置的动力电源，使刀库及自动换刀装置安装数控的动作运作，预热15分钟后，开启压电激励源21、数据采集模块5、工控机4、工业相机17及无线振动传感器15的电源，待工控机4检测到数据采集模块5、图像传输网卡及无线网关3等硬件设备后，启动检测系统，待检测系统载入完成后根据工况配置采集参数并开始采集，待采集结束后先停止刀库及自动换刀装置，然后依次将传感器和工控机电源关闭，最后取下传感器整理信号电缆。

本发明的显著效果是从自动换刀机械手运动精度、运行振动特性、刀库定位精度、刀库振动特性及噪声五个方面较为全面的对刀库及其自动换刀装置的综合性能进行检测。在机械手运动精度和刀库定位精度测量两个方面采用了非接触式测量方法，可移植性强，适合多种型号的刀库性能检测。在机械手运行振动特性测量上使用了无线振动传感器，避免了电缆的绕线问题，适合机械手复杂动作的长时间测量。数据采集部分由加速度采集、模拟电压采集等不同的模块构成，针对性强，可以根据不同的工况改变采集参数，提供了整体采集精度。检测系统统一性好，各个性能检测模块全在一个界面上完成，而且人机交互性好，操作简单，降低了对操作者技术水平的要求，适合非专业人员使用。

附图说明

图1是检测系统设计框图。

图2是检测系统硬件布置图。

图3是检测系统主界面。

图4是自动换刀机械手运动精度测量流程图。

图5是刀库定位精度测量流程图。

图6是刀库振动特性和噪声等级测量流程图。

图7是自动换刀机械手振动特性测量流程图。

图8是机械手周向振动曲线。

图中：1实验桌，2工控机输入显示设备，3无线网关，4工控机，5数据采集模块，6储刀套，7刀套传动链，8动力链轮，9三轴加速度传感器，10导刀槽，11自动换刀装置箱体，12换刀机械手，13测试光源，14刀库，15无线振动传感器，16PSD相机，17工业相机，18相机三脚架，19声压传感器，20传感器支架，21压电激励源，22PSD信号处理器，23试验台底座。

图8中的数据点坐标为A(2.406, 17.470) ，B(3.400, 14.680)，C(3.408, -13.670)，D(5.710, 16.000)，E(6.690, 13.730)，F(9.070, 16.540)。

具体实施方式

结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施方式：

（1）检测系统硬件选择

本发明实验时采用刀库14为大连高金数控集团生产的大型链式刀库LS5040Z和高速圆盘刀库YP5030G。在换刀机械手运动精度测量中使用的测试光源13为3W大功率红外平面LED光源，中心波长在800nm到950nm之间，驱动电源及控制单元由单片机组成的遥控电路提供。PSD相机16使用的是日本滨松光子学株式会社生产的C10443-03型PSD模块、台湾Inkon 6205型磁性表座及连接板构成，磁性表座的吸附力最大达800N，保证了PSD相机16的刚度。PSD模块的电源和信号处理单元采用日本滨松光子学株式会社的C10460型，其典型模拟电压输出为±10V，与投影光点在PSD上的坐标值对应。模拟电压采集卡使用美国国家仪器NI的NI 9215型4通道16位模拟输入电压采集卡。三轴加速度传感器采用美国PCB公司提供的356A15型压电式加速度采集器，最大测量范围为±50g，最大测量频率为6500Hz。采集噪声所使用的声压传感器19也是PCB提供的377B02型压电式传感器，其最大声压测量值为140dB，适合测量32~20000Hz的噪声信号。这两款压电式传感器的激励源由PCB公司的482C05提供，三轴加速度和噪声的采集使用NI公司专用于采集压电信号的NI 9234型IEPE型采集卡，其为4通道±5V，24位加速度采集卡，使用内部时钟的最大采样率为51.2kS/s。无线振动传感器15采用扬州晶明生产的JM5840型，其具备三个轴的振动信号输出，内部配备锂电池底座上安装有磁性吸盘，可以方便安装在高速动作的换刀机械手12上，支持±6g，600Hz以内的振动信号测量，A/D转化精度为16位。工业相机17采用德国AVT公司的GC2450黑白工业相机，该相机的分辨率为500万像素，配备Fujinon的焦距为75mm定焦高清镜头HF75SA-1，使用微软的千兆网卡接收。数据采集卡采用NI的cDAQ-9174，该采集盒通过USB数据线与工控机4连接，同时具有4个插槽，分别安置NI 9215、NI 9234、NI 9401和NI 9977采集模块，前两个在前文已经介绍，NI 9401是用于数字量输入输出，控制测试光源13的驱动电路和采集刀库上接近开关的状态，NI 9977为空模块，填充在cDAQ-9174的第四个空插槽内，起到抗干扰作用。工控机4选择研华公司的610L，763VG型主板，同时配备17寸显示器。

（2）确定对象的测量位置

传感器的安装位置对测量结果的影响很大，所以在安装测量设备之前首先应确定测量位置。以链式刀库为例，刀库的振动来源为动力链轮8在运输刀具的过程中的运动不平稳造成的，且动力链轮8位于刀库的顶部，刀库的支持部分在中下部，故三轴加速度应安装在振动幅度相对较大的动力链轮8的外壳上。工业相机17的作用在于拍摄出能准确提取刀套6和导刀槽10边缘特征的照片，故工业相机17的中心轴线应尽可能与导刀槽10的中心高度相近，且要保证目标区域处在视场的95%以上。中国人民共和国国家标准中的《金属切削机床噪声声压级测量方法》规定，噪声检测时，测量点的离地面的距离为1.55m，误差范围±0.075m，离被测物的表面距离为1m。按照以上标准将声压传感器19放置在试验台上。测试光源13的安装要保证在PSD相机16的视野内同时要保证在机械手在换刀过程中不会被遮挡。

（3）测量设备安装

首先在机械手臂上安装测试光源13，根据机械手臂的长度，保证两个测试光源13间距离为300mm左右且对称分布，安装位置尽量与机械手臂的旋转轴线在同一水平面内。固定好测试光源13后开始安装两个PSD相机16，两者间距离尽可能要大，同时保证两者的公共视野完全包络测试光源13在旋转轴下半周运动时的活动区域，PSD相机16距离换刀机械手12的距离要大于400mm，保证机械手运动过程中最小对焦距离为150mm。调整好测试光源13和PSD相机16的位置后在机械手臂上放置无线振动传感器15，要选择一个较为平整的大平面吸附，保证在旋转过程不会滑落，方位遵守X轴为径向，Y轴为周向，Z轴平行于平移轴，同时不要遮挡到测试光源13的光线。工业相机17在高度上要使镜头中心线与导刀槽10中心相等，水平方向要完全保证视野完全包含刀套和一部分导刀槽10并且留出一定的余量，距离刀套端面约2.0m。声压传感器19安装距离地面1.55m，与刀套16端面和自动换刀装置箱体11端面皆约1m。三轴加速度传感器安装在刀库14顶部动力链轮8外壳的轴端处。所以传感器的输出导线皆需合理布置，不可以自由游动或与运动部件接触。工控机4、数据采集模块5、压电激励源21和显示器11等设备要可靠的放置在实验桌1或试验台底座23上，摆放位置保证导线的长度和便于操作。

（4）系统设置

启动系统后首先要填入本次测试的刀库及其自动换刀装置的型号、刀库的实际储刀数量、目标刀套的序号以及机械手换刀需要的大体时间。然后启动NI 9401采集卡，时刻了解目前刀库的运行状态。然后设置各个采集模块的采集参数（采集通道、采样率、采集数、采样时间等），通道的选择根据cDAQ-9174中采集模块的安装位置进行选择，噪声的采样率设为51.2k，采样数一般选择5000，刀库振动的的采样率设置在1k~20k，模拟电压的采样率根据机械手的换刀时间设置，一般在5k~10k之间，如果换刀时间较短可以选择较大值。刀库的定位精度根据企业的设计标准设置。各个模块的采样数和采集时间根据实际情况确定。

（5）具体操作步骤

首先将要测试的刀库及其自动换刀装置安装在试验台底座23上，自动换刀装置箱体11与试验台底座23之间的连接方式适合多种型号的刀库装配，刀库14仅通过背板与自动换刀装置箱体11连接，与试验台底座23之间没有连接关系。然后将动力源连接到自动换刀装置的凸轮和刀库14的油缸上，开启电源测试试验台的运行状况约30分钟，测试过程无故障后停止运行，安装上述3）中所述的步骤安装传感器、压电激励源21和工业相机17等测试硬件，然后连接数据线，并合理布置和固定电线。然后，打开工控机4预热5分钟，启动各个传感器、数据采集卡电源，在工控机4识别出数据采集卡和工业相机等硬件设备后，启动检测系统，根据所要测试的实际工况设置参数，启动采集进行预采集观测采集结果是否异常。如果一切正常时，打开刀库及自动换刀装置动力电源，编制运行数控代码并启动运行，最后启动采集开始按钮，当采集结束后保存实验数据，重复采集数次后，停止刀库运行关闭电源，退出检测系统，关闭各硬件设备电源，拆卸传感器和通信数据线，整理放置好测量元件，这个检测过程结束。

（6）实验结果分析

为了说明本发明的适用效果，对使用本发明的刀库及其自动换刀装置综合性能检测系统对大连高金数控集团生产的LS5040Z型大型链式刀库及其自动换刀装置进行检测所得到的实验数据进行分析，以换刀机械手臂运行振动特性为例，其中机械手抓刀25kg时周向振动检测曲线如图7所示。同图可以看出机械手的换刀周期约为6.66s，该次测量的采样率为1kHz，采样数为500。测量结果显示机械手的运动过程并不是平稳的，抖动现象明显，特别是在状态改变的时候，在短时间内最大突变达28m/s²，表明该套刀库及其自动换刀装置的机械手部分在装配上还需要调试。

本发明所述的刀库及其自动换刀装置综合性能检测系统具有检测项目较为全面，设备移植性强测量范围广，灵敏度高，测量精度较高，操作简单，对操作者的专业技术水平要求不高等优点，具有强大的实际应用价值。

Claims (1)

1.一种刀库及自动换刀装置综合性能检测系统，其特征是，采用三轴加速度传感器、无线振动传感器、工业相机、PSD相机及声压传感器作为大型刀库及其自动换刀装置综合性能的检测元件；以IEPE模拟量采集卡、无线网关、图像采集卡及模拟电压采集卡作为数据采集或信号传输设备，对大型刀库及其自动换刀装置的刀库振动、机械手臂振动、刀库定位误差、机械手换刀运动精度及刀库工作噪音五个方面的性能进行检测；并将采集到的电信号转换成数字量发送到工控机，同时，对所获取的实验数据进行分析运算，作出刀库和自动换刀装置的性能参数曲线或数据表格，并将分析结果以实验报告和文本文件形式输出或保存到硬盘，便于后续的数据回放和对比分析；具体测试步骤如下：

（1）系统设备组成：将被测试的刀库及自动换刀装置安装在配备有动力源的试验台底座（23）上，在刀库的动力链轮（8）的外壳上安装三轴加速度传感器（9），三轴加速度传感器（9）的输出电缆依次连接到放在试验台底座（23）上的压电激励源（21）的前三个输入通道上，压电激励源（21）的相应的输出通道与数据采集模块（5）上的IEPE加速度采集卡的0、1、2通道连接；双臂式换刀机械手（12）的抓刀口与旋转轴之间对称安装两个测试光源（13），作为换刀运动轨迹测量的目标点，在自动换刀装置箱体（11）的凸轮外壳底部放置两个磁性表座，将两个PSD相机（16）对应安装在磁性表座上，PSD相机（16）输出的模拟电压信号通过PSD信号处理器（22）被数据采集模块（5）上的模拟电压采集卡接受；在试验台底座（23）上安置相机三脚架（18），通过相机三脚架（18）将工业相机（17）的镜头光轴与刀库（14）的导刀槽（10）、储刀套（6）和刀套传动链（7）的中心在高度一致，工业相机（7）通过网线与工控机（4）PCI插槽上的图像采集卡连接；包含有IEPE加速度采集卡、模拟电压采集卡和数字量输入输出采集卡的数据采集模块（5）通过USB接口连接工控机（4），数据采集模块（5）上的数字量输入输出采集卡用于控制换刀机械手（12）上的测试光源的状态，并采集刀库（14）和自动换刀装置上安装的接近开关的状态信号；无线振动传感器（15）通过磁盘吸附在换刀机械手（12）内侧，其接收端无线网关（3）连接在工控机（4）上；刀库噪声采集靠安装在传感器支架（20）上的声压传感器（19）完成，其输出端与压电激励源（21）的第四个输入通道连接；压电激励源（21）为所连接的IEPE传感器提供激励源并放大输出功率，其输入、输出端皆为四通道，与数据采集模块（5）中IEPE加速度采集卡的0、1、2、3通道相对应；用户控制操作部分由安置在实验桌（1）上的工控机输入显示设备（2）和工控机（4）组成；

（2）检测系统设计

刀库及其自动换刀装置综合性能检测系统包括控制界面和程序图；控制界面包括测试刀库型号及采集参数的数据设置区、程序控制区和显示区，显示区显示机械手的运动精度分解图及振动曲线，刀库定位特征提取图像，刀库振动及噪声曲线；机械手的运动精度是通过采集PSD信号处理器（22）输出的模拟电压信号，利用双目视觉方法编写的Matlab算法计算出测试光源中心的三维运动散点群，分解出平移和旋转运动曲线；刀库定位特征图像的提取要先配置相机的拍摄参数并分配内存，然后进行相机标定，最后对储刀套（6）和导刀槽（10）进行特征特取，计算定位精度；刀库振动特性和声压等级测量是首先设置采集参数并分配内存，然后启动连续采集，并进行批量回调数据，滤波后进行频谱分析和声压等级计算，最后做出特性曲线；机械手振动特性测量是采用无线网关（3）进行数据传输，在数据采集部分采用LabVIEW调用传感器自带的动态链接库函数，其余部分与三轴加速度采集方法相同；

检测时，启动刀库（14）和自动换刀装置的动力电源加载检测系统，预热15分钟后，将压电激励源（21）、PSD信号处理器（22）数据采集模块（5）、工控机（4）、工业相机（17）及无线振动传感器（15）的电源开启，待工控机（4）检测到数据采集模块（5）、图像采集卡及无线网关（3）硬件设备后，启动检测系统进行检测。