一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，包括試驗(yàn)臺體，被測刀架，電液加載裝置，液壓驅(qū)動系統(tǒng)，所述被測刀架通過刀架支撐機(jī)構(gòu)置于試驗(yàn)臺體上，被測刀架具有刀盤和置于被測刀架內(nèi)部驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，模擬刀桿安裝在刀盤上，電液加載裝置通過可調(diào)支架設(shè)置在底座上，底座固設(shè)在試驗(yàn)臺體上，電液加載裝置包括置于可調(diào)支架上的固定板，通過保持架固接在固定板上的液壓缸，液壓缸的一端通過管道與液壓驅(qū)動系統(tǒng)連接，另一端連有壓力傳感器并通過彈性機(jī)構(gòu)與加載桿連接。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對刀架進(jìn)行可靠性試驗(yàn)和精度衰退測試，暴露刀架的早期故障并掌握其精度衰退規(guī)律。
【專利說明】一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及伺服刀架測試領(lǐng)域，具體涉及一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]伺服刀架是數(shù)控車床最重要的功能部件之一。數(shù)控車床的可靠性在很大程度上取決于伺服刀架系統(tǒng)，其故障頻發(fā)且危害度高。而且，由于伺服刀架帶著刀具進(jìn)行切削，在切削狀態(tài)下精度容易喪失。國內(nèi)有關(guān)數(shù)控車床的伺服刀架的可靠性試驗(yàn)起步較晚，目前對伺服刀架的可靠性試驗(yàn)主要在機(jī)床上進(jìn)行且只能進(jìn)行連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，這與刀架在服役狀態(tài)下的情況有較大不同，導(dǎo)致刀架的很多故障無法被激發(fā)出來，這樣不僅增加了生產(chǎn)成本，還增加了研究成本，影響研究效率，也無法掌握伺服刀架精度的衰退規(guī)律。因此，在將伺服刀架裝配到車床上之前就可以對刀架進(jìn)行可靠性試驗(yàn)和精度衰退測試，實(shí)現(xiàn)對數(shù)控車床伺服刀架的可靠性加載試驗(yàn)和精度衰退測試，暴露刀架的早期故障并掌握其精度衰退規(guī)律，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在將伺服刀架裝配到車床上之前對刀架進(jìn)行可靠性試驗(yàn)和精度衰退測試，并能對刀架新產(chǎn)品或外購刀架進(jìn)行性能評價，模擬刀架在機(jī)床切削狀態(tài)下的情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對數(shù)控車床伺服刀架的可靠性加載試驗(yàn)和精度衰退測試，暴露刀架的早期故障并掌握其精度衰退規(guī)律。
[0004]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為，
[0005]一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，包括試驗(yàn)臺體，被測刀架，電液加載裝置，液壓驅(qū)動系統(tǒng)，所述被測刀架通過刀架支撐機(jī)構(gòu)置于試驗(yàn)臺體上，被測刀架具有刀盤和置于被測刀架內(nèi)部驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，模擬刀桿安裝在刀盤上，電液加載裝置通過可調(diào)支架設(shè)置在底座上，底座固設(shè)在試驗(yàn)臺體上，電液加載裝置包括置于可調(diào)支架上的固定板，通過保持架固接在固定板上的液壓缸，液壓缸的一端通過管道與液壓驅(qū)動系統(tǒng)連接，另一端連有壓力傳感器并通過彈性機(jī)構(gòu)與加載桿連接。
[0006]所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，所述刀盤上均布設(shè)有12個模擬刀桿的連接位置。
[0007]所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，所述被測刀架與刀架支撐機(jī)構(gòu)之間設(shè)有墊板。
[0008]所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，所述底座上表面的兩側(cè)設(shè)有兩個T型槽固定板，與T型槽固定板相匹配的連接板置于兩個T型槽固定板上，可調(diào)支架的底端設(shè)置在連接板上，可調(diào)支架的頂端具有轉(zhuǎn)軸，固定板固定在轉(zhuǎn)軸上。
[0009]所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述壓力傳感器、被測刀架的電機(jī)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)分別通過電線與控制系統(tǒng)連接。
[0010]所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，還包括功率分析儀，通過電線與被測刀架的電機(jī)連接。
[0011]所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，還包括對被測刀架進(jìn)行測試的千分表和靜剛度測試系統(tǒng)。
[0012]一種應(yīng)用上述伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)進(jìn)行測試的方法，包括如下步驟:
[0013]I)調(diào)節(jié)被測刀架的位置和高度，在刀盤上安放模擬刀桿；
[0014]2)對被測刀架進(jìn)行72h的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，每24h停機(jī)一次，測試被測刀架的轉(zhuǎn)位精度；
[0015]3)控制被測刀架的電機(jī)，使模擬刀桿保持在待測位置上；
[0016]4)調(diào)節(jié)電液加載裝置的位置和角度，使加載桿作用于模擬刀桿上；
[0017]5)通過液壓驅(qū)動系統(tǒng)控制電液加載裝置對模擬刀桿所施加載力的大??；
[0018]6)對被測刀架進(jìn)行24h的徑向加載試驗(yàn)，每次加載的時間不少于3min，間歇時間不大于10s，加載試驗(yàn)每進(jìn)行12h后停機(jī)一次，測試被測刀架的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度；
[0019]7)通過功率分析儀測量被測刀架的功率和扭矩；
[0020]8)對被測刀架進(jìn)行偏載試驗(yàn)測試；
[0021]9)控制被測刀架的電機(jī)，使被測刀架處于不同的轉(zhuǎn)位，對其進(jìn)行不同轉(zhuǎn)位測試；
[0022]10)試驗(yàn)結(jié)束前，對被測刀架再次進(jìn)行轉(zhuǎn)位精度的測試。
[0023]上述方法，試驗(yàn)過程中對被測刀架的不同工作狀態(tài)采用千分表對被測刀架進(jìn)行變形量的測試并采用靜剛度測試系統(tǒng)對被測刀架進(jìn)行靜剛度測試。
[0024]本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0025]1.本實(shí)用新型的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)及應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行測試的方法與現(xiàn)有刀架試驗(yàn)相比，本測試系統(tǒng)將真實(shí)工作環(huán)境下的切削力對伺服刀架的重要影響這一因素考慮進(jìn)去，創(chuàng)新性地增加了電液加載裝置及其控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對刀架的靜態(tài)力加載和動態(tài)力加載，模擬真實(shí)切削過程中伺服刀架受力情況，更好地還原了刀架的真實(shí)工作狀態(tài)，使得試驗(yàn)中得到的伺服刀架故障數(shù)據(jù)和測得的可靠性值更為真實(shí)可靠。
[0026]2.本發(fā)明伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)在工作過程中，整個實(shí)驗(yàn)過程循環(huán)有序地不斷進(jìn)行，并且將伺服刀架發(fā)生的故障記錄到故障數(shù)據(jù)庫，與現(xiàn)場跟蹤試驗(yàn)采集的刀架故障數(shù)據(jù)相比，提高了試驗(yàn)效率和故障采集速度，節(jié)省了大量的人力、物力和時間。
[0027]3.本發(fā)明伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，將伺服刀架的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、最大帶載能力試驗(yàn)、偏載試驗(yàn)、可靠性加載試驗(yàn)、靜剛度測試、不同轉(zhuǎn)位測試進(jìn)行了有效結(jié)合，試驗(yàn)方法科學(xué)且效率高，對伺服刀架的可靠性進(jìn)行有效測試，還創(chuàng)新性地對伺服刀架的精度保持性進(jìn)行測試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)的整體示意圖。
[0029]圖2為本實(shí)用新型一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)的側(cè)視圖。
[0030]圖3為圖2所示的主視圖。
[0031]其中，1-試驗(yàn)臺體，2-刀架支撐機(jī)構(gòu)，3-被測刀架，4-電液加載裝置，5-底座，6-液壓驅(qū)動系統(tǒng)，7-控制系統(tǒng)，8-功率分析儀，9-刀架底座，10-墊板，11-模擬刀桿，12-液壓缸，13-保持架，14-固定板，15-可調(diào)支架，16-刀盤，17-壓力傳感器，18-彈性機(jī)構(gòu)， 19-加載桿，20-T型槽固定板，21-連接板。

【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1 一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)
[0033]如圖1-3所示，一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，包括試驗(yàn)臺體1，被測刀架3，電液加載裝置4，液壓驅(qū)動系統(tǒng)6，優(yōu)選地，試驗(yàn)臺體I為灰鑄鐵結(jié)構(gòu)。其中被測刀架3通過刀架支撐機(jī)構(gòu)2置于試驗(yàn)臺體I上，被測刀架3與刀架支撐機(jī)構(gòu)2之間設(shè)有墊板10，可以通過調(diào)節(jié)墊板10的數(shù)量或厚度，對被測刀架3進(jìn)行高度的調(diào)節(jié)，被測刀架3具有刀盤16和置于被測刀架3內(nèi)部驅(qū)動刀盤16旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，模擬刀桿11安裝在刀盤16上，刀盤16上均布設(shè)有12個模擬刀桿11的連接位置，電液加載裝置4通過可調(diào)支架15設(shè)置在底座5上，底座5固設(shè)在試驗(yàn)臺體I上，底座5上表面的兩側(cè)設(shè)有兩個T型槽固定板20，與T型槽固定板20相匹配的連接板21置于兩個T型槽固定板20上，可調(diào)支架15的底端設(shè)置在連接板21上，可調(diào)支架15的頂端具有轉(zhuǎn)軸，固定板14固定在轉(zhuǎn)軸上，電液加載裝置4包括置于可調(diào)支架15上的固定板14，通過保持架13固接在固定板14上的液壓缸12，液壓缸12的一端通過管道與液壓驅(qū)動系統(tǒng)6連接，另一端連有壓力傳感器17并通過彈性機(jī)構(gòu)18與加載桿19連接。
[0034]優(yōu)選地，本實(shí)用新型一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)7，其中壓力傳感器17、被測刀架3的電機(jī)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)6分別與控制系統(tǒng)7通過電線連接。控制系統(tǒng)7控制被測刀架3和液壓驅(qū)動系統(tǒng)6運(yùn)轉(zhuǎn)，并讀取壓力傳感器17和被測刀架3的運(yùn)行參數(shù)和故障信息等。
[0035]優(yōu)選地，本實(shí)用新型一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，還包括功率分析儀8，與被測刀架3的電機(jī)通過電線連接。用于測量被測刀架3內(nèi)電機(jī)的功率。
[0036]優(yōu)選地，本實(shí)用新型一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，還包括對被測刀架3進(jìn)行測試的千分表和靜剛度測試系統(tǒng)。采用千分表在被測刀架3的工作狀態(tài)分別在Y向和Z向?qū)Ρ粶y刀架3進(jìn)行變形量測試，采用靜剛度測試系統(tǒng)對被測刀架3進(jìn)行靜剛度測試。
[0037]實(shí)施例2 —種應(yīng)用伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)進(jìn)行測試的方法
[0038]具體步驟為:
[0039]I)調(diào)節(jié)被測刀架3的位置和高度，在刀盤16上安放模擬刀桿11 ；
[0040]2)對被測刀架3進(jìn)行72h的連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，每24h停機(jī)一次，測試被測刀架3的轉(zhuǎn)位精度；
[0041 ] 3)控制被測刀架3的電機(jī)，使模擬刀桿11保持在待測位置上；
[0042]4)調(diào)節(jié)電液加載裝置4的位置和角度，使加載桿19作用于模擬刀桿11上；
[0043]5)通過液壓驅(qū)動系統(tǒng)6控制電液加載裝置4對模擬刀桿11所施加載力的大小；
[0044]6)對被測刀架3進(jìn)行24h的徑向加載試驗(yàn)，每次加載的時間不少于3min，間歇時間不大于10s，加載試驗(yàn)進(jìn)行12h后停機(jī)一次，測試被測刀架3的回轉(zhuǎn)精度和靜剛度；
[0045]7)對被測刀架3進(jìn)行最大帶載能力試驗(yàn)，通過功率分析儀8測量被測刀架3的功率和扭矩；
[0046]8)根據(jù)需要取下刀盤16上的個別模擬刀桿11，對被測刀架3進(jìn)行偏載試驗(yàn)測試；
[0047]9)控制被測刀架3的電機(jī)，使被測刀架3處于不同的轉(zhuǎn)位，對其進(jìn)行不同轉(zhuǎn)位測試；
[0048]10)試驗(yàn)結(jié)束前，對被測刀架3再次進(jìn)行轉(zhuǎn)位精度的測試。
[0049]優(yōu)選地，在試驗(yàn)過程中對被測刀架3的不同工作狀態(tài)采用千分表對其進(jìn)行變形量的測試并采用靜剛度測試系統(tǒng)對其進(jìn)行靜剛度測試。
[0050]在對被測刀架3進(jìn)行完試驗(yàn)之后，運(yùn)用基于熵權(quán)和隸屬度理論的可靠性評估方法，米用 TOPSIS (Technique for order performance by similarity to ideal solut1n)方法對刀架的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理。依據(jù)專家知識建立可靠性指標(biāo)的評判等級，采用隸屬度理論確定可靠性指標(biāo)的單因素評價集，基于熵權(quán)和專家經(jīng)驗(yàn)計算可靠性指標(biāo)的綜合權(quán)重。最后，通過單因素評價集和綜合權(quán)重得到伺服刀架可靠性的綜合評估結(jié)果。
【權(quán)利要求】
1.一種伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，其特征在于，包括試驗(yàn)臺體，被測刀架，電液加載裝置，液壓驅(qū)動系統(tǒng)，所述被測刀架通過刀架支撐機(jī)構(gòu)置于試驗(yàn)臺體上，被測刀架具有刀盤和置于被測刀架內(nèi)部驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)的電機(jī)，模擬刀桿安裝在刀盤上，電液加載裝置通過可調(diào)支架設(shè)置在底座上，底座固設(shè)在試驗(yàn)臺體上，電液加載裝置包括置于可調(diào)支架上的固定板，通過保持架固接在固定板上的液壓缸，液壓缸的一端通過管道與液壓驅(qū)動系統(tǒng)連接，另一端連有壓力傳感器并通過彈性機(jī)構(gòu)與加載桿連接。
2.如權(quán)利要求1所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述刀盤上均布設(shè)有12個模擬刀桿的連接位置。
3.如權(quán)利要求1所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述被測刀架與刀架支撐機(jī)構(gòu)之間設(shè)有墊板。
4.如權(quán)利要求1所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，其特征在于，所述底座上表面的兩側(cè)設(shè)有兩個T型槽固定板，與T型槽固定板相匹配的連接板置于兩個T型槽固定板上，可調(diào)支架的底端設(shè)置在連接板上，可調(diào)支架的頂端具有轉(zhuǎn)軸，固定板固定在轉(zhuǎn)軸上。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述壓力傳感器、被測刀架的電機(jī)和液壓驅(qū)動系統(tǒng)，分別通過電線與控制系統(tǒng)連接。
6.如權(quán)利要求1-4任一所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括功率分析儀，通過電線與被測刀架的電機(jī)連接。
7.如權(quán)利要求1-4任一所述的伺服刀架可靠性測試系統(tǒng)，其特征在于，還包括對被測刀架進(jìn)行測試的千分表和靜剛度測試系統(tǒng)。
【文檔編號】G05B19/4065GK203941423SQ201420363869
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】李焱, 吳玉亮, 劉闊, 孫名佳, 譚智, 朱鐵軍 申請人:沈陽機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司