专利名称：伺服系统性能试验台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种伺服系统性能试验台，具体说是一种可以同时施加可调机床 惯量和切削力矩两种模拟载荷，进行模拟机床运行的一套机械装置，从而可以初步调试伺 服系统控制参数，为伺服系统在安装到机床后取得良好的动态性能打下基础。
背景技术：
机床装备作为战略性产业，一直以来受到世界各国的高度重视。近年来机床装备
向着数字化、高速化、高精化、智能化......方向发展。伺服系统作为数控机床的关键组成
部分，其实际工作情况将直接影响到整机的工作性能，尤其是对机床精度的影响。如果不能 准确掌握伺服系统与主机配接后所表现的特性，将会给机床的最终调试带来很大的困难。 为了避免经验法调整的盲目性，缩短调试周期，保证系统处于最佳工作状态，提高机床的整 机性能，需要一种能在上机床前对伺服系统进行性能测试的装备，以便预先根据机床实际 负载数据进行试验并调整优化参数，实现伺服系统与主机的最佳匹配。伺服系统工作时主要涉及惯性负载和切削负载，性能测试就是在上机床前通过模 拟加载运行获得系统实际表现结果，作为后续实际机床调试的依据。目前国内机床生产商 普遍根据经验进行调试，盲目性大，调试周期长，且很难保证系统处于最佳工作状态。
发明内容本实用新型的目的是针对目前机床行业存在的伺服系统调试技术现状，设计一种 具有机床惯量和切削力矩双重模拟加载功能的伺服系统性能试验台。便于测得各种不同性 质、不同量载荷条件下伺服系统的静动态性能，为伺服系统的选择配置提供依据。同时，通 过模拟机床负载情况可以初步调试伺服系统控制参数，为其安装到机床后取得良好的动态 性能打下基础。本实用新型的技术方案是一种伺服系统性能试验台，它包括模拟惯量载荷加载装置、模拟切削力矩载荷加 载装置、第一齿轮、同轴传动轴、接盘、转矩传感器、第二齿轮、锥环组、平行传动轴、第一弹 性联轴器、传动轴、第三齿轮、第二弹性联轴器、和转速传感器、销和第四齿轮，试验台被测 电机的输出轴通过第一弹性联轴器与传动轴的一端联接，传动轴的另一端通过第二弹性联 轴器与转速传感器相联，第三齿轮套装在传动轴上，它与套装在平行传动轴上的第二齿轮 啮合，平行传动轴通过两端支承安装，且其一端经锥环组联接同轴传动的转矩传感器，转矩 传感器通过接盘和销与同轴传动轴的一端联接，模拟惯量载荷加载装置安装在同轴传动轴 上，第一齿轮套装在同轴传动轴的另一端与第四齿轮啮合，所述的第四齿轮安装在模拟切 削力矩载荷加载装置上，模拟切削力矩载荷加载装置安装在试验台上。本实用新型的转速传感器为光电编码器。本实用新型的模拟切削力矩载荷加载装置为磁粉制动器。本实用新型的模拟惯量载荷加载装置包括可调盘、夹紧盘、基盘和定位轴，所述的可调盘、夹紧盘和基盘均套装在同轴传动轴上，多个可调盘对称的位于基盘的两侧，两夹紧 盘对称的位于基盘的两侧可调盘的外侧轴向夹紧固定。本实用新型的定位轴为四个，圆周均布的安装在基盘上，各可调盘为对中剖分结 构，通过其上的孔与定位轴配合定位安装。本实用新型的有益效果本实用新型同时具有可调机床惯量和切削力矩两种模拟载荷加载功能，可以模拟 机床实际工作的复杂工况，测试结果可信度高。本实用新型采用双支承分级分组剖分式交错安装惯量盘模拟惯量载荷加载装置， 结构刚性好，运行稳定、可靠，可以安全的实现在一定范围内的惯量可调要求。本实用新型采用磁粉制动器通过调节励磁电流便可以在较大范围内控制其输出 转矩，且励磁电流与输出转矩基本成线性关系，可以方便的满足模拟切削力矩载荷的要求。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1所示，一种伺服系统性能试验台，它包括模拟惯量载荷加载装置、模拟切削 力矩载荷加载装置、第一齿轮2、同轴传动轴3、接盘6、转矩传感器7、第二齿轮8、锥环组9、 平行传动轴10、第一弹性联轴器12、传动轴13、第三齿轮14、第二弹性联轴器15、转速传感 器16、销17和第四齿轮20，试验台被测电机11的输出轴通过第一弹性联轴器12与传动轴 13的一端联接，传动轴13的另一端通过第二弹性联轴器15与转速传感器16相联，第三齿 轮14套装在传动轴13上，它与套装在平行传动轴10上的第二齿轮8啮合，平行传动轴10 通过两端支承安装，且其一端经锥环组9实现无间隙联节紧固，联接同轴传动的转矩传感 器7，转矩传感器7通过接盘6和销17与同轴传动轴3的一端联接，模拟惯量载荷加载装置 安装在同轴传动轴3上，同轴传动轴3两端以滚动轴承支承安装。第一齿轮2套装在同轴 传动轴3的另一端与第四齿轮20啮合，所述的第四齿轮20安装在模拟切削力矩载荷加载 装置上，模拟切削力矩载荷加载装置安装在试验台上。本实用新型的转速传感器16为光电编码器。本实用新型的模拟切削力矩载荷加载装置为磁粉制动器1，实现模拟切削力矩载 的连续可调。同轴传动轴3经第一齿轮2和第四齿轮20平行传动磁粉制动器1。本实用新型的模拟惯量载荷加载装置采用多级惯量盘结构，实现模拟惯量载荷分 级可调，它包括可调盘4、夹紧盘5、基盘18和定位轴19，所述的可调盘4、夹紧盘5和基盘 18均套装在同轴传动轴3上，基盘18与同轴传动轴3间采用平键传动，定位轴19为四个， 圆周均布的安装在基盘18上。可调盘4按不同厚度分级，并剖分成对称两部分成为一组安 装到定位轴19上，再通过安装在同轴传动轴3两端外螺纹上的夹紧盘5轴向夹紧固定。本实用新型的第二齿轮8和第四齿轮20均通过内孔涨紧锥环组与相应的轴联接， 可以方便地进行轴向移位安装，从而根据试验要求实现齿轮传动的离合调整，满足各种单 一工况测量的卸荷要求。如仅需进行单一惯性载荷性能试验时，可以将第四齿轮20轴向右移与第二齿轮2脱离啮合，从而消除磁粉制动器等器件对测试结果的影响。 本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求一种伺服系统性能试验台，其特征是它包括模拟惯量载荷加载装置、模拟切削力矩载荷加载装置、第一齿轮(2)、同轴传动轴(3)、接盘(6)、转矩传感器(7)、第二齿轮(8)、锥环组(9)、平行传动轴(10)、第一弹性联轴器(12)、传动轴(13)、第三齿轮(14)、第二弹性联轴器(15)、转速传感器(16)、销(17)和第四齿轮(20)，试验台被测电机(11)的输出轴通过第一弹性联轴器(12)与传动轴(13)的一端联接，传动轴(13)的另一端通过第二弹性联轴器(15)与转速传感器(16)相联，第三齿轮(14)套装在传动轴(13)上，它与套装在平行传动轴(10)上的第二齿轮(8)啮合，平行传动轴(10)通过两端支承安装，且其一端经锥环组(9)联接同轴传动的转矩传感器(7)，转矩传感器(7)通过接盘(6)和销(17)与同轴传动轴(3)的一端联接，模拟惯量载荷加载装置安装在同轴传动轴(3)上，第一齿轮(2)套装在同轴传动轴(3)的另一端与第四齿轮(20)啮合，所述的第四齿轮(20)安装在模拟切削力矩载荷加载装置上，模拟切削力矩载荷加载装置安装在试验台上。
2.根据权利要求1所述的伺服系统性能试验台，其特征是所述的转速传感器(16)为光 电编码器。
3.根据权利要求1所述的伺服系统性能试验台，其特征是所述的模拟切削力矩载荷加 载装置为磁粉制动器(1)。
4.根据权利要求1所述的伺服系统性能试验台，其特征是所述的模拟惯量载荷加载装 置包括可调盘(4)、夹紧盘(5)、基盘(18)和定位轴(19)，所述的可调盘(4)、夹紧盘(5)和 基盘(18)均套装在同轴传动轴(3)上，多个可调盘(4)对称的位于基盘(18)的两侧，两夹 紧盘(5)对称的位于基盘(18)的两侧可调盘(4)的外侧轴向夹紧固定。
5.根据权利要求4所述的伺服系统性能试验台，其特征是所述的定位轴(19)为四个， 圆周均布的安装在基盘(18)上，各可调盘(4)为对中剖分结构，通过其上的孔与定位轴 (19)配合定位安装。
专利摘要一种伺服系统性能试验台，包括模拟惯量载荷加载装置、模拟切削力矩载荷加载装置、转矩传感器(7)和转速传感器(16)，其中模拟惯量载荷加载装置采用多级惯量盘结构，实现模拟惯量载荷分级可调。而模拟切削力矩载荷加载装置采用磁粉制动器(1)，实现模拟切削力矩载荷的连续可调。本实用新型可以同时施加可调机床惯量和切削力矩两种模拟载荷，初步调试伺服系统控制参数，具有测试结果可信度高、结构刚性好和运行稳定可靠的优点。
文档编号G01M99/00GK201638082SQ20102013854
公开日2010年11月17日 申请日期2010年3月23日 优先权日2010年3月23日
发明者张四弟, 李宏胜, 饶华球 申请人:南京工程学院