一种数控磨床量仪系统可靠性试验装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用来评价数控磨床量仪系统可靠性的试验装置，属于精密制造技术和工业自动化控制领域。
【背景技术】
[0002]数控磨床广泛应用在机械加工制造业中，利用数控程序控制伺服电机驱动砂轮磨削轴类、平面等。数控磨床通常为精密零件加工的最后一道工序，所以数控磨床性能的好坏和可靠性的高低对零件加工的精度和加工的效率有着重要的影响。
[0003]对于数控磨床来说，量仪系统的主要作用是测量工件的加工尺寸从而控制工件的精度，因此量仪系统是保证工件加工精度的关键部分。量仪系统可靠性的高低对加工零件的精度有直接影响。在数控磨床运行过程中量仪主要存在测爪损坏、量仪臂损坏、传感器损坏、限位行程开关损坏、液压缸不工作等问题，这些问题一旦出现，加工的零件很可能是废品，严重影响生产效率。
[0004]为了提高数控磨床的可靠性，通常需要采集数控磨床的故障数据，然后计算数控磨床的平均故障间隔时间。在设计数控磨床时，为了提高数控磨床整机的可靠性，需要选择可靠性高的零部件，而要想了解零部件的可靠性水平，必须进行可靠性试验。
[0005]数控磨床的量仪系统是数控磨床的关键系统部件之一，要提升量仪的可靠性，必须对量仪进行可靠性试验。实际测量过程中的工件转速不同、测量频率不同、测量位置不同等因素均可能影响量仪的可靠性，试验装置必须能够模拟不同的工况，暴露数控磨床量仪运行中的故障，为评估数控磨床量仪的可靠性提供数据。
[0006]目前数控磨床在设计时对量仪系统的试验主要是空载情况下的试验，而很少进行可靠性试验，导致数控磨床量仪系统的可靠性基础数据很少，设计人员无法把握数控磨床量仪系统的可靠性水平。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种数控磨床量仪系统可靠性试验装置，该装置包括机械调节系统、电气控制系统；机械调节系统包括轴向测量系统、径向测量系统、工件加紧系统，试验方法包括数据采集和处理方法。该试验装置可以模拟数控磨床的各种不同的工况，量仪的测量频率、工件的转速可以根据需要进行变化，可编程控制器控制触摸屏保存量仪运行过程中的测量的数据及故障数据，通过这些数据来计算、评价数控磨床量仪的可靠性水平。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种数控磨床量仪系统可靠性试验装置，该装置包括机械调节系统、电气控制系统；
[0009]机械调节系统包括轴向测量系统、径向测量系统、工件加紧系统；
[0010]轴向测量系统中，轴向测量系统通过端面定位测爪(25)实现的，端面定位测爪
(25)通过量仪臂a(24)与液压缸a(23)相连，控制量仪臂(24)由液压缸a(23)驱动，液压缸a(23)安装在滑块a(ll)上，滑块a(ll)内有螺纹，滑块a(ll)与丝杠a(21)、导向杆a(10)配合，滑块a(ll)与丝杠a(21)为螺纹配合，丝杠a(21)与导向杆a(10)平行，保证滑块a(ll)沿导向杆a(10)做直线运动；丝杠a(21)通过联轴器a(17)与伺服电机a(16)相连，丝杠a(21)和导向杆a(10)由支撑板a(13)和支撑板b(14)固定，伺服电机a(16)由伺服驱动器a(54)控制；伺服电机a(16)通过电机支撑板a(15)固定在底座a(9)上；支撑板a(13)、支撑板b (14)安装固定在底座a(9)上；所述沿导向杆a(10)与丝杠a(21)方向分别设有限位行程开关a (19)、原点行程开关a (20)、限位行程开关b (8)，原点行程开关a (20)为滑块a(ll)的初始运动位置；限位行程开关b (8)为滑块a(ll)的最远运动位置；限位行程开关a(19)、限位行程开关b (8)设置在沿导向杆b (10)、丝杠b (30)方向两端；轴向量仪
(67)、位移传感器a(12)接在电气控制系统的可编程控制器(47)的输入端。
[0011]径向测量系统中，径向测量是通过金刚石测子(34)直接接触工件表面测量实现的，金刚石测子(34)通过测爪(33)与量仪臂b (32)相连，量仪臂b (32)由液压缸b (31)驱动；液压缸b(31)安装在滑块b(40)上，滑块b(40)内有螺纹，滑块b(40)与丝杠b(30)、导向杆b(39)配合，滑块b (40)与丝杠b (30)为螺纹配合，导向杆b (39)与丝杠b (30)平行，保证滑块b(40)做沿导向杆b(39)方向的直线运动；丝杠b(30)通过联轴器b(27)与伺服电机b(26)相连，丝杠b (30)和导向杆b (39)由支撑板c (42)和支撑板d (43)固定，伺服电机b(26)由伺服驱动器b (56)控制；伺服电机b(26)通过电机支撑板b (44)固定在底座b(38)上；支撑板c (42)、支撑板d (43)安装固定在底座b(38)上；所述沿导向杆b(39)与丝杠b (30)方向分别设有限位行程开关c (28)、原点行程开关b (29)、限位行程开关d (35)，原点行程开关b(29)为滑块b(40)的初始运动位置；限位行程开关d(35)为滑块b(40)的最远运动位置；限位行程开关c (28)、限位行程开关d(35)设置在沿导向杆b (39)、丝杠b (30)方向两端；径向量仪(66)、位移传感器b (41)接在电气控制系统的可编程控制器(47)的输入端。
[0012]工件加紧系统中，工件(22) —端装夹在三爪卡盘(7)，三爪卡盘(7)通过卡盘座
(6)与主轴(2)相连，主轴(2)由轴承a(4)和轴承b(5)支撑，主轴(2)上安装有同步带轮a (3)，伺服电机c (36)的输出端上安装有同步带轮b(37)，同步带⑴安装在同步带轮a(3)和同步带轮b(37)上；工件(22)的另一端由顶尖(18)固定。工件(22)的转动由伺服电机c (36)通过同步带(I)传动驱动，伺服电机c(36)由可编程控制器(47)向变频器(46)发送脉冲信号来控制。
[0013]本发明具有的有益效果是:
[0014]1、本发明所述的试验装置可以模拟数控磨床量仪系统的工作条件，记录数控磨床量仪的故障数据，从而计算和评价数控磨床量仪的可靠性水平。
[0015]2、本发明所述的试验装置可以根据数控磨床的工件在不同转速下进行量仪的可靠性试验，通过可编程控制器控制变频器，从而控制伺服电机的转速；通过可编程控制器控制伺服驱动器，控制伺服电机的转速从而控制量仪的测量位置。触摸屏自动记录测量数据，并在出现故障时自动记录故障类型和故障时间。
[0016]3、本发明适用于数控磨床量仪的可靠性试验，在数控磨床的可靠性设计时，用来评价量仪的可靠性水平，具有较好的应用前景。
【附图说明】
[0017]图1是数控磨床量仪系统可靠性试验装置的结构图；
[0018]图2是数控磨床量仪系统可靠性试验装置的径向量仪结构图；
[0019]图3是数控磨床量仪系统可靠性试验装置的电气控制原理图；
[0020]图4是数控磨床量仪系统可靠性试验装置的工件转速曲线图；
[0021]图5是数控磨床量仪系统可靠性试验装置的径向量仪测量频率曲线图；
[0022]图6是数控磨床量仪系统可靠性试验装置的轴向量仪测量频率曲线图；
[0023]图7是数控磨床量仪系统可靠性试验装置的径向量仪测量位置曲线图；
[0024]