重型数控龙门镗铣床工作台进给系统可靠性试验台的制作方法_4

文档序号:8221974阅读:来源:国知局
位置设置有两个平行对称的T型槽,在两个平行对称的T型槽的外侧平行对称地设置有2对长条通孔。
[0096]所述的Y方向电液伺服加载底座31通过螺栓固定在Y方向安装座30的两个平行对称的T型槽上,Y方向安装座30与两个结构相同的Y方向加载支撑架29的顶端面通过螺栓连接。所述的两个结构相同的Y方向加载支撑架29安装在Y方向辅助导轨28上,两个结构相同的Y方向加载支撑架29可以在Y方向辅助导轨28上左右移动调整位置,当位置调整好后,通过T型螺栓固定在Y方向辅助导轨28上。
[0097]液压加载装置17通过Y方向辅助导轨28安装在地面上,Y方向辅助导轨28的纵向对称面与配重块惯性加载及加载辅助装置中的加载工作台8的相互垂直,Y方向辅助导轨28的纵向对称面和伺服油缸32的轴线共面,并与两个Y方向加载支撑架29相互平行的轴线垂直共面,伺服油缸32的轴线与加载工作台8的相互垂直,Y方向加载装置部分中的加载杆19与配重块惯性加载及加载辅助装置中的加载工作台8侧表面接触连接。
[0098]参阅图1,所述的Y方向加载部分是由两套结构相同的液压加载装置17组成,两套液压加载装置处于工作台4的同一侧,因此两套液压加载装置17通过加载力大小不同起到施加扭矩加载的作用。
[0099]参阅图7,所述的Y方向加载部分中两套液压加载装置对加载工作台8进行动静态力加载时受力情况的分析,主要分为2种情况。第一种情况是加载工作台8受到两套液压加载装置加载的大小相同的力Fl和F2,此时加载工作台8只承受Y方向的力的作用;第二种情况是加载工作台受到大小不相同的力Fl和F2,此时加载工作台则承受Y方向的力和扭矩的作用。加载力和扭矩的大小根据可靠性试验需要,可以通过改变两套液压加载装置加载力的大小而改变。
[0100]四.Z方向加载部分
[0101]参阅图1,所述的Z方向加载部分包括电液伺服加载单元和Z方向加载底座10。
[0102]所述的Z方向加载部分中的电液伺服加载单元和Y方向加载部分中的电液伺服加载单元结构相同,包括电液伺服阀、加载杆、拉压力传感器、弹性装置、位移传感器、关节轴承和伺服油缸。
[0103]参阅图2,Z方向电液伺服阀与Y方向电液伺服加载单元的电液伺服阀34、Z方向伺服油缸与Y方向电液伺服加载单元的伺服油缸32、Z方向位移传感器与Y方向电液伺服加载单元的位移传感器35、Z方向弹性装置与Y方向电液伺服加载单元的弹性装置36、Z方向拉压力传感器与Y方向电液伺服加载单元的拉压力传感器26、Z方向加载杆与Y方向电液伺服加载单元的Y方向加载杆19、Z方向杆端关节轴承与Y方向电液伺服加载单元的杆端关节轴承33结构相同。
[0104]参阅图2,Z方向杆端关节轴承由Z方向杆端关节轴承底座和Z方向连杆组成,Z方向连杆的右端与Z方向杆端关节轴承底座为球铰连接,Z方向连杆的左端与Z方向伺服油缸的右端面通过螺纹连接,Z方向杆端关节轴承的Z方向杆端关节轴承底座与Z方向加载底座10中的Z方向后壁板为铰接;Z方向弹性装置中的右侧连接板与Z方向伺服油缸的活塞杆的左端螺纹连接,Z方向弹性装置中的左侧连接板与Z方向拉压力传感器的右端螺纹连接,Z方向拉压力传感器的左端与Z方向加载杆螺纹连接。
[0105]所述的Z方向位移传感器(本发明以LVDT型位移传感器为例)外壳通过螺钉固定在Z方向伺服油缸的缸体上,其内芯与Z方向伺服油缸活塞杆左端连接,当活塞杆移动时Z方向位移传感器的内芯也随着移动,实现位移的测量与反馈。
[0106]所述的Z方向加载底座10是由四块长方形钢板(即顶板、左壁板、右壁板与轴向后壁板)焊接或机械连接而成的底端敞开的箱体式结构件,其顶板的外侧有一个主拉丁和四个辅助拉丁,四个辅助拉丁形状如蘑菇状,位于顶板外侧四角,主拉丁形状也如蘑菇状,位于顶板外侧中间,重型数控龙门镗铣床上的滑枕11内部的碟形弹簧将顶板上的主拉丁和四个辅助拉丁强力提升拉紧固定。Z方向加载部分通过调节滑枕11的位置,可以沿加载工作台8的Y方向移动,可试验不同位置的Z方向加载。
[0107]五.自动控制部分
[0108]参阅图8,所述的自动控制部分包括上位工控机、可编程控制器PLC、激振器控制仪、Y向伺服控制器、Z向伺服控制器、工作台运动伺服控制仪和辅助工作台运动伺服控制仪。
[0109]所述的可编程控制器PLC的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电连接,可编程控制器PLC的输出端分别与冷却机和电磁换向阀连接,分别控制冷却机的启停、冷却水的温度等参数,为液压泵站提供冷却水,以及通过控制电磁换向阀来控制泵站的启停和给电液伺服加载单元提供液压油。
[0110]所述的Y向伺服控制器的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电线连接,Y向伺服控制器与上位工控机进行通讯,Y向伺服控制器的信号输出端与电液伺服阀34的信号输入端电线连接,通过控制伺服阀实现伺服油缸32对加载工作台8进行动、静态切削力的加载,在加载过程中通过位移传感器和拉压力传感器将检测到的位移和动力力信号经信号放大器传给Y向伺服控制器,实现闭环控制。
[0111]所述的Z向伺服控制器与Y向伺服控制器原理一样,上行方向通过RS-232与上位工控机进行通讯,下行方向通过控制伺服阀实现伺服油缸对加载工作台8进行动、静态切削力的加载,在加载过程中通过位移传感器和拉压力传感器将检测到的位移和拉压力信号经信号放大器传给Z向伺服控制器,实现闭环控制。
[0112]所述的激振器控制仪的RS-232C端口与上位工控机的RS-232C端口电线连接,激振器控制仪的励磁电流输出端与激振器13励磁电流输入端电线连接,激振器控制仪输出控制信号给激振器13,控制激振器加载力。拉压力传感器和位移传感器的信号输出及供电端与激振器控制仪的力与位移的输入及供电端电线连接,拉压力传感器和位移传感器将检测到的信号经过信号放大器放大后传给激振器控制仪,实现闭环控制,并且所加载力的大小、波形以及频率等信息,在VB控制界面实时显示。
[0113]上位工控机控制界面是由VB编制,在控制界面上选定X方向、Y方向、Z方向加载的动态力大小、频率、波形以及加载时间等后,与可编程控制器PLC、激振器控制仪、两个Y向伺服控制器、Z向伺服控制器工作台运动方向伺服控制器和辅助工作台运动方向伺服控制器通过RS-232C进行串口通讯,可编程控制器PLC先控制冷却机给液压泵站冷却,其次输出电流控制电磁换向阀动作,通过液压缸对加载工作台8进行动态力的加载,并通过调节Y方向加载的两个电液伺服加载装置的力的大小,来模拟实际工况中由切削对工作台产生的扭矩。同时,在工作台运动方向,可以通过X方向加载部分对工作台进行X方向动态力加载。
[0114]重型数控龙门镗铣床工作台进给系统可靠性试验台的工作原理:
[0115]首先根据图1所示,安装X方向加载装置,使X方向I号加载杆20轴线与激振器13的轴线同轴,并且,与工作台4的导轨方向平行,调试试验使其运行正常。然后,安装Z方向加载装置,使Z方向电液伺服加载单元的加载杆的轴线垂直于水平面(工作台上平面)。再安装Y方向加载装置,使Y方向加载杆19的轴线在水平面内,并与工作台4的导轨方向垂直。再安装调试自动控制部分。试验前,根据重型数控龙门镗铣床加工工件的重量分布规律,在工作台4上安装配重块,模拟工件重量,实现惯性加载。然后,通过控制台控制界面设定进给速度、X方向负载、Y方向负载、Z方向负载、扭矩大小等相关参数,并启动冷却系统,进行可靠性试验。在试验过程中,所设置的压力、速度、位移等传感器实时把相关信号传回主机并控制相对应的激振器、加载液压缸等动作,实现闭环控制,并把相关试验数据存储,为后续的可靠性分析提供依据。
[0116]本发明中所述的实施例是为了便于该技术领域的技术人员能够理解和应用本发明,本发明只是一种优化的实施例,或者说是一种较佳的具体的技术方案,故本发明不限于实施这一种比较具体技术方案的描述。如果相关的技术人员在坚持本发明基本技术方案的情况下做出不需要经过创造性劳动的等效结构变化或各种修改都在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种重型数控龙门镗铣床工作台进给系统可靠性试验台,包括配重块惯性加载及加载辅助装置部分、X方向加载部分、Y方向加载部分、Z方向加载部分和自动控制部分;其特征在于: 所述配重块惯性加载及加载辅助装置部分包括配重块(5)和加载辅助装置;配重块(5)固定在工作台⑷上,所述加载辅助装置包括加载工作台⑶和加载导轨副(6);所述加载导轨副(6)固定在加载工作台(8)下表面; 所述X方向加载部分包括激振器(13)、I号拉压力传感器(14)、辅助加载工作台(15)、辅助伺服电机和蜗杆箱(16)、X方向2号加载杆(40)、X方向I号加载杆(20)和盖板(24)
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