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一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，包括臺(tái)體，臺(tái)體兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有被測(cè)工作臺(tái)和施力工作臺(tái)，施力工作臺(tái)上固接液壓缸并活動(dòng)連接被測(cè)工作臺(tái)，設(shè)置在導(dǎo)軌外側(cè)的光柵尺，施力伺服驅(qū)動(dòng)單元具有伺服電機(jī)Ⅰ，通過(guò)聯(lián)軸器Ⅰ與伺服電機(jī)Ⅰ連接的絲杠Ⅰ，穿在絲杠Ⅰ上的絲母Ⅰ，絲母Ⅰ與施力工作臺(tái)連接；被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元具有伺服電機(jī)Ⅱ，通過(guò)兩個(gè)相連的聯(lián)軸器Ⅱ與伺服電機(jī)Ⅱ連接的絲杠Ⅱ，穿在絲杠Ⅱ上的絲母Ⅱ，絲母Ⅱ與被測(cè)工作臺(tái)連接；控制系統(tǒng)，具有電氣柜，伺服電機(jī)Ⅰ與伺服電機(jī)Ⅱ通過(guò)線(xiàn)路與電氣柜連接，電氣柜上連有數(shù)控系統(tǒng)；以及利用該試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)試的方法。本發(fā)明可以對(duì)伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行多項(xiàng)性能的測(cè)試。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床用伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)測(cè)試領(lǐng)域，具體為一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品基本上都是采用的絲杠絲母驅(qū)動(dòng)、滑塊導(dǎo)軌驅(qū)動(dòng)的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)，而伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能好壞直接影響機(jī)床的整機(jī)性能，因此了解并掌握各個(gè)影響伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能的因素對(duì)設(shè)計(jì)和分析伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)至關(guān)重要。各種不同規(guī)格機(jī)床采用的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸不盡相同，但工作機(jī)理類(lèi)似，如絲杠驅(qū)動(dòng)絲母帶動(dòng)工作臺(tái)沿著導(dǎo)軌運(yùn)行，因此研究一種能夠滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床裝配指定伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試需求的試驗(yàn)裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置可以進(jìn)行伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)多項(xiàng)性能的測(cè)試。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，包括
[0006]臺(tái)體，臺(tái)體兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有被測(cè)工作臺(tái)和施力工作臺(tái)，施力工作臺(tái)上固接施力液壓缸，施力液壓缸依次與連接塊、浮動(dòng)接頭和連接座連接，連接座與被測(cè)工作臺(tái)活動(dòng)連接，液壓站通過(guò)管道與液壓缸連接，導(dǎo)軌的外側(cè)設(shè)有光柵尺，光柵尺固接在臺(tái)體上；
[0007]施力伺服驅(qū)動(dòng)單元固設(shè)在臺(tái)體上，具有伺服電機(jī)I，通過(guò)聯(lián)軸器I與伺服電機(jī)I連接的絲杠I，穿在絲杠I上的絲母I，絲母I與施力工作臺(tái)連接；
[0008]被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元固設(shè)在臺(tái)體上，具有伺服電機(jī)II，通過(guò)兩個(gè)相連的聯(lián)軸器II與伺服電機(jī)II連接的絲杠II，穿在絲杠II上的絲母II，絲母II與被測(cè)工作臺(tái)連接；
[0009]控制系統(tǒng)，具有電氣柜，伺服電機(jī)I與伺服電機(jī)II通過(guò)線(xiàn)路與電氣柜連接，電氣柜上連有數(shù)控系統(tǒng)。
[0010]上述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，所述導(dǎo)軌上設(shè)有滑塊，被測(cè)工作臺(tái)與施力工作臺(tái)設(shè)置在滑塊上；光柵尺通過(guò)光柵尺座設(shè)置在臺(tái)體上；施力伺服驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)支座I固設(shè)在臺(tái)體上，絲杠I穿過(guò)支座I其兩端通過(guò)軸承支座I和軸承支座II支撐并固定在臺(tái)體上，被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)支座II固設(shè)在臺(tái)體上，絲杠II穿過(guò)支座II其兩端通過(guò)軸承支座III和軸承支座IV支撐并固定在臺(tái)體上。
[0011]上述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，還包括測(cè)試系統(tǒng)，所述測(cè)試系統(tǒng)包括扭矩傳感器和測(cè)試柜，扭矩傳感器設(shè)置在兩個(gè)相連聯(lián)軸器II的連接處，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
[0012]上述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括若干個(gè)磁式溫度傳感器，分別安裝在絲母I1、軸承支座IV和被測(cè)工作臺(tái)的兩側(cè)，若干個(gè)磁式溫度傳感器分別通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
[0013]上述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括若干個(gè)紅外溫度傳感器，均布在絲杠II的一側(cè)并通過(guò)固定支架固定在臺(tái)體上，所述若干個(gè)紅外溫度傳感器通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
[0014]上述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括壓力傳感器，設(shè)置在浮動(dòng)接頭與連接座之間，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
[0015]上述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括激光位移傳感器，設(shè)置在絲杠II的軸端，固接在臺(tái)體上，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
[0016]上述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，所述測(cè)試柜通過(guò)線(xiàn)路與控制計(jì)算機(jī)IPC連接。
[0017]上述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，所述臺(tái)體通過(guò)地腳螺栓支撐在地面上，所述導(dǎo)軌通過(guò)螺栓固定在臺(tái)體上，所述導(dǎo)軌的端部設(shè)有撞塊，撞塊通過(guò)撞塊座固定在臺(tái)體上。
[0018]本發(fā)明還提供一種利上述伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，具體為，檢測(cè)被測(cè)工作臺(tái)在無(wú)力情況下的各參數(shù)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)控制電氣柜啟動(dòng)伺服電機(jī)II，伺服電機(jī)II通過(guò)聯(lián)軸器II帶動(dòng)絲杠II運(yùn)動(dòng)從而通過(guò)絲母II驅(qū)動(dòng)被測(cè)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)；扭矩傳感器檢測(cè)伺服電機(jī)II傳遞給絲杠II的扭矩值；磁式溫度傳感器檢測(cè)軸承支座IV、被測(cè)工作臺(tái)和絲母II的溫度值；紅外傳感器檢測(cè)絲杠II的溫度分布；激光位移傳感器檢測(cè)絲杠II的熱伸長(zhǎng)量；檢測(cè)被測(cè)工作臺(tái)在受力情況下的各參數(shù)時(shí)，將連接座與被測(cè)工作臺(tái)連接，數(shù)控系統(tǒng)控制電氣柜啟動(dòng)伺服電機(jī)I，伺服電機(jī)I通過(guò)聯(lián)軸器I帶動(dòng)絲杠I運(yùn)動(dòng)從而通過(guò)絲母I控制施力工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)；壓力傳感器檢測(cè)施力工作臺(tái)作用在被測(cè)工作臺(tái)的壓力值，扭矩傳感器檢測(cè)伺服電機(jī)II傳遞給絲杠II的扭矩值；磁式溫度傳感器檢測(cè)軸承支座IV、被測(cè)工作臺(tái)和絲母II的溫度值；紅外傳感器檢測(cè)絲杠II的溫度分布；激光位移傳感器檢測(cè)絲杠II的熱伸長(zhǎng)量。
[0019]本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置具有以下有益效果:
[0020]1、本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以有效對(duì)由絲杠驅(qū)動(dòng)絲母帶動(dòng)工作臺(tái)沿導(dǎo)軌運(yùn)行的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行性能測(cè)試，從而掌握影響伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能的各種因素，為設(shè)計(jì)和分析伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)提供理論依據(jù)。
[0021]2、在絲母I1、軸承支座II和被測(cè)工作臺(tái)的兩側(cè)分別設(shè)置磁式溫度傳感器，主要測(cè)試絲母I1、軸承支座II和被測(cè)工作臺(tái)由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的溫度值和環(huán)境溫度變化引起的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的溫升變化，通過(guò)溫度傳感器反饋的數(shù)據(jù)有利于分析運(yùn)動(dòng)熱源點(diǎn)和環(huán)境溫度的變化對(duì)伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)熱誤差的影響。
[0022]3、在絲杠II的一側(cè)均布設(shè)置紅外溫度傳感器，可以有效測(cè)試絲杠II各部位的溫度，檢測(cè)絲杠II由于運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的溫度分布及其溫度變化規(guī)律，為測(cè)試伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)熱誤差提供真實(shí)的溫度數(shù)據(jù)。
[0023]4、在浮動(dòng)接頭與連接座之間設(shè)置壓力傳感器，可以測(cè)試被測(cè)工作臺(tái)的靜剛度，通過(guò)測(cè)量拉壓力數(shù)據(jù)分析尋找伺服進(jìn)給系統(tǒng)中剛度薄弱環(huán)節(jié)，減小伺服進(jìn)給系統(tǒng)剛度對(duì)定位精度的影響。
[0024]5、在待測(cè)試絲杠軸端設(shè)置激光位移傳感器采集由于被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)熱及環(huán)境溫度變化導(dǎo)致絲杠熱變形產(chǎn)生的絲杠端面位置變化，在伺服機(jī)構(gòu)運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)行伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)軸向熱變形誤差的實(shí)時(shí)測(cè)量，通過(guò)分析測(cè)試得到數(shù)據(jù)為研究伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)熱變形提供依據(jù)。
[0025]6、在臺(tái)體下設(shè)置地腳螺栓，起到對(duì)臺(tái)體進(jìn)行調(diào)平的作用，通過(guò)螺栓固定導(dǎo)軌，可以將導(dǎo)軌穩(wěn)固地固定在臺(tái)體上，在導(dǎo)軌的端部設(shè)置撞塊，對(duì)工作臺(tái)的移動(dòng)起到限位的作用。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置去掉施力工作臺(tái)和被測(cè)工作臺(tái)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4為本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置的總體示意圖。
[0030]其中，1-地腳螺栓，2-拖鏈支架I，3-臺(tái)體，4一聯(lián)軸器I，5-磁式溫度傳感器，6-被測(cè)工作臺(tái)，7-拖鏈I，8-光柵尺座II，9-拖鏈II，10-拖鏈支架II，11-導(dǎo)軌，12-支架，13-支座II，14-被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元，15-撞塊座，16-撞塊，17-光柵尺I，18-光柵尺座I，19-浮動(dòng)接頭，20-壓力傳感器，21-連接塊，22-施力液壓缸，23-施力伺服驅(qū)動(dòng)單元，24-支座I，25-光柵尺II，26-施力工作臺(tái)，27-連接板，28-連接座，29-連接板，30-紅外溫度傳感器，31-扭矩傳感器，32-激光位移傳感器，33-液壓站，34-數(shù)控系統(tǒng)，35-電氣柜，36-測(cè)試柜，37-控制計(jì)算機(jī)IPC，38-激光干涉儀，39-動(dòng)態(tài)測(cè)試儀，40-裝有IBN_T00L軟件的筆記本電腦，41-千分表，42-伺服電機(jī)II，43-聯(lián)軸器II，44-軸承支座III，45-絲杠II，46-絲母II，47-軸承支座I，48-絲杠I，49-軸承支座IV，50-絲母I，51-軸承支座II，52-伺服電機(jī)I。
【具體實(shí)施方式】
[0031 ] 實(shí)施例1 一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置
[0032]如圖1-4所示，一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，包括臺(tái)體3，臺(tái)體3的兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌11，導(dǎo)軌11上設(shè)有被測(cè)工作臺(tái)6和施力工作臺(tái)26，施力工作臺(tái)26上固接施力液壓缸22，施力液壓缸22依次與連接塊21、浮動(dòng)接頭19和連接座28連接，連接座28與被測(cè)工作臺(tái)6可拆卸式連接，液壓站33通過(guò)管道與液壓缸22連接，導(dǎo)軌11的外側(cè)分別設(shè)有光柵尺
I17和光柵尺II 25，光柵尺I 17和光柵尺II 25固接在臺(tái)體3上；優(yōu)選地，導(dǎo)軌11上設(shè)有滑塊，被測(cè)工作臺(tái)6與施力工作臺(tái)26設(shè)置在滑塊上；光柵尺I 17和光柵尺II 25分別通過(guò)光柵尺座I 18和光柵尺座II 8設(shè)置在臺(tái)體3上。臺(tái)體3的側(cè)面設(shè)有由拖鏈支架I 2支撐的拖鏈I 7和由拖鏈支架II 10支撐的拖鏈II 9，拖鏈I 7和拖鏈II 9分別通過(guò)連接板I 29和連接板II 27固定在臺(tái)體3上，試驗(yàn)裝置的線(xiàn)路設(shè)置在拖鏈I 7和拖鏈II 9里，方便被測(cè)工作臺(tái)6和施力工作臺(tái)26的運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，臺(tái)體3通過(guò)地腳螺栓I支撐在地面上，導(dǎo)軌11通過(guò)螺栓固定在臺(tái)體3上，導(dǎo)軌11的端部設(shè)有撞塊16，撞塊16通過(guò)撞塊座15固定在臺(tái)體3上。
[0033]施力伺服驅(qū)動(dòng)單元23固設(shè)在臺(tái)體3上，具有伺服電機(jī)I 52，通過(guò)聯(lián)軸器I 4與伺服電機(jī)I 52連接的絲杠I 48，穿在絲杠I 48上的絲母I 50，絲母I 50與施力工作臺(tái)26連接；優(yōu)選地，施力伺服驅(qū)動(dòng)單元23通過(guò)支座I 24固設(shè)在臺(tái)體3上，絲杠I 48穿過(guò)支座I，絲杠I 48的兩端通過(guò)軸承支座I 47和軸承支座II 51支撐并固定在臺(tái)體3上。
[0034]被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元14固設(shè)在臺(tái)體3上，具有伺服電機(jī)II 42，通過(guò)兩個(gè)相連的聯(lián)軸器II 43與伺服電機(jī)II 42連接的絲杠II 45，穿在絲杠II 45上的絲母II 46，絲母II 46與被測(cè)工作臺(tái)連接6 ;被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元14通過(guò)支座II 13固設(shè)在臺(tái)體3上，絲杠II 45穿過(guò)支座II 13，絲杠II 45的兩端通過(guò)軸承支座III 44和軸承支座IV 49支撐并固定在臺(tái)體3上。
[0035]控制系統(tǒng)，具有電氣柜35,伺服電機(jī)I 52與伺服電機(jī)II 42通過(guò)線(xiàn)路與電氣柜35連接，電氣柜35上連有數(shù)控系統(tǒng)34。
[0036]測(cè)試系統(tǒng)，包括扭矩傳感器31和測(cè)試柜36，扭矩傳感器31設(shè)置在兩個(gè)相連聯(lián)軸器
II43的連接處，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜36連接。優(yōu)選地，測(cè)試系統(tǒng)還包括四個(gè)磁式溫度傳感器5，一個(gè)磁式溫度傳感器5貼在絲母II 46上，一個(gè)磁式溫度傳感器5貼在軸承支座II 49上，另兩個(gè)磁式溫度傳感器5分別設(shè)置在被測(cè)工作臺(tái)6的兩側(cè)，4個(gè)磁式溫度傳感器通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜36連接。更優(yōu)選地，測(cè)試系統(tǒng)還包括5個(gè)紅外溫度傳感器30，均布在絲杠II 45的一側(cè)并通過(guò)固定支架12固定在臺(tái)體3上，所述5個(gè)紅外溫度傳感器30通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜36連接。優(yōu)選地，測(cè)試系統(tǒng)還包括壓力傳感器20，設(shè)置在浮動(dòng)接頭19與連接塊21之間，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜36連接。優(yōu)選地，測(cè)試系統(tǒng)還包括激光位移傳感器32，設(shè)置絲杠II 45的另一側(cè)，固接在臺(tái)體3上，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜36連接。測(cè)試柜36通過(guò)線(xiàn)路與控制計(jì)算機(jī)IPC37連接。
[0037]優(yōu)選地，本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，還可包括激光干涉儀38，動(dòng)態(tài)測(cè)試儀39，裝有IBN_T00L軟件的筆記本電腦40，千分表41、振動(dòng)測(cè)量?jī)x。
[0038]在伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置周?chē)贾眉す飧缮鎯x38，可以對(duì)被測(cè)伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行定位精度、重復(fù)定位精度的檢驗(yàn)，并配合數(shù)控系統(tǒng)的補(bǔ)償功能對(duì)伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行反向間隙、螺距補(bǔ)償。布置振動(dòng)測(cè)量?jī)x，可以整個(gè)裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)性測(cè)試，包括機(jī)構(gòu)固有頻率、阻尼比、模態(tài)振型等震動(dòng)模態(tài)參數(shù)，通過(guò)模態(tài)分析方法研究結(jié)構(gòu)在某一易受影響的頻率范圍內(nèi)各階主要模態(tài)的振型?？梢栽诒景l(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置的控制系統(tǒng)上進(jìn)行伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)頻率響應(yīng)特性測(cè)試，包括電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)進(jìn)行頻率響應(yīng)特性測(cè)試。通過(guò)Bode圖來(lái)描述頻率特性。
[0039]可以在本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置上進(jìn)行伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)剛度測(cè)量，提高絲杠進(jìn)給機(jī)構(gòu)的綜合拉壓剛度(含支撐軸承的接觸剛度和絲杠螺母副的接觸剛度、軸承座和螺母座的剛度、絲杠自身的拉壓剛度)和扭轉(zhuǎn)剛度上，提高伺服進(jìn)給系統(tǒng)剛度和降低機(jī)械傳動(dòng)鏈慣性，通過(guò)測(cè)量分析尋找伺服進(jìn)給系統(tǒng)中剛度薄弱環(huán)節(jié)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化伺服進(jìn)給系統(tǒng)，從而減小伺服進(jìn)給系統(tǒng)剛度對(duì)定位精度的影響。
[0040]可以在本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置上進(jìn)行高速伺服進(jìn)給系統(tǒng)加減速特性測(cè)試，分析伺服軸以不同速度進(jìn)行直線(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)速度和加(減)速度給定值和實(shí)際值曲線(xiàn)判斷加減速特性，為高速伺服進(jìn)給系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)和優(yōu)化提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。
[0041]可以在本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置上進(jìn)行伺服電機(jī)綜合性能測(cè)試，測(cè)試伺服電機(jī)靜態(tài)扭矩(電機(jī)短時(shí)過(guò)載能力的一種體現(xiàn))、動(dòng)態(tài)扭矩、旋轉(zhuǎn)扭矩等綜合性能，為伺服進(jìn)給系統(tǒng)伺服電機(jī)選型及伺服控制優(yōu)化提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。
[0042]可以在本發(fā)明伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置上進(jìn)行伺服電機(jī)參數(shù)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配關(guān)系測(cè)試，研究伺服電機(jī)參數(shù)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配關(guān)系，使用IBN_TOOL軟件測(cè)試在不同負(fù)載慣量下的頻率響應(yīng)特性和最大進(jìn)給速度下的加減速特性通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化伺服進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)選型。
[0043]因此通過(guò)本發(fā)明的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，可以對(duì)伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)進(jìn)行多點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量、熱變形誤差的測(cè)量，有關(guān)反向間隙、定位精度、重復(fù)定位精度、動(dòng)態(tài)特性、頻率響應(yīng)特性的測(cè)試，及對(duì)伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)剛度的測(cè)量，對(duì)高速伺服進(jìn)給系統(tǒng)加減速特性的測(cè)試，及對(duì)伺服電機(jī)的參數(shù)與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配關(guān)系等綜合性能的測(cè)試。
[0044]實(shí)施例2 —種利上述伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)試的方法。
[0045]具體為，檢測(cè)被測(cè)工作臺(tái)6在無(wú)力情況下的各參數(shù)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)34控制電氣柜35啟動(dòng)伺服電機(jī)II 42，伺服電機(jī)II 42通過(guò)聯(lián)軸器II 43帶動(dòng)絲杠II 45運(yùn)動(dòng)從而通過(guò)絲母II 46驅(qū)動(dòng)被測(cè)工作臺(tái)6運(yùn)動(dòng)；扭矩傳感器31檢測(cè)伺服電機(jī)II 42傳遞給絲杠II 45的扭矩值；磁式溫度傳感器5檢測(cè)軸承支座IV 49、被測(cè)工作臺(tái)6和絲母II 46的溫度值；紅外傳感器30檢測(cè)絲杠II 45的溫度分布；激光位移傳感器32檢測(cè)伺服機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中由于溫度變化引起的絲杠II 45的熱伸長(zhǎng)量；扭矩傳感器31，磁式溫度傳感器5，紅外傳感器30和激光位移傳感器32，將信號(hào)傳遞給測(cè)試柜36，測(cè)試柜36再將信號(hào)反饋給控制計(jì)算機(jī)IPC37中，進(jìn)行顯示和分析。
[0046]檢測(cè)被測(cè)工作臺(tái)在受力情況下的各參數(shù)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)34控制電氣柜35啟動(dòng)伺服電機(jī)I 52，伺服電機(jī)I 52通過(guò)聯(lián)軸器I 4帶動(dòng)絲杠I 48運(yùn)動(dòng)從而通過(guò)絲母I 50控制施力工作臺(tái)26運(yùn)動(dòng)；數(shù)控系統(tǒng)34控制電氣柜35啟動(dòng)伺服電機(jī)II 42，伺服電機(jī)II 42通過(guò)聯(lián)軸器II 43帶動(dòng)絲杠II 45運(yùn)動(dòng)從而通過(guò)絲母II 46驅(qū)動(dòng)被測(cè)工作臺(tái)6運(yùn)動(dòng)；扭矩傳感器31檢測(cè)伺服電機(jī)II 42傳遞給絲杠II 45的扭矩值；磁式溫度傳感器5檢測(cè)軸承支座IV 49、被測(cè)工作臺(tái)6和絲母II 46的溫度值；紅外傳感器30檢測(cè)絲杠II 45的溫度分布；激光位移傳感器32檢測(cè)伺服機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)中由于溫度變化引起的絲杠II 45的熱伸長(zhǎng)量；壓力傳感器20在伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)的剛度檢測(cè)中檢測(cè)施力工作臺(tái)26作用在被測(cè)工作臺(tái)6的壓力值。扭矩傳感器31,磁式溫度傳感器5,紅外傳感器30,激光位移傳感器32和壓力傳感器20,將信號(hào)傳遞給測(cè)試柜36，測(cè)試柜36再將信號(hào)反饋給控制計(jì)算機(jī)IPC37中，進(jìn)行顯示和分析。
[0047]以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出的各種修改或等同替換也落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，包括 臺(tái)體，臺(tái)體兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有被測(cè)工作臺(tái)和施力工作臺(tái)，施力工作臺(tái)上固接施力液壓缸，施力液壓缸依次與連接塊、浮動(dòng)接頭和連接座連接，連接座與被測(cè)工作臺(tái)活動(dòng)連接，液壓站通過(guò)管道與液壓缸連接，導(dǎo)軌的外側(cè)設(shè)有光柵尺，光柵尺固接在臺(tái)體上； 施力伺服驅(qū)動(dòng)單元固設(shè)在臺(tái)體上，具有伺服電機(jī)I，通過(guò)聯(lián)軸器I與伺服電機(jī)I連接的絲杠I，穿在絲杠I上的絲母I，絲母I與施力工作臺(tái)連接； 被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元固設(shè)在臺(tái)體上，具有伺服電機(jī)II，通過(guò)兩個(gè)相連的聯(lián)軸器II與伺服電機(jī)II連接的絲杠II，穿在絲杠II上的絲母II，絲母II與被測(cè)工作臺(tái)連接； 控制系統(tǒng)，具有電氣柜，伺服電機(jī)I與伺服電機(jī)II通過(guò)線(xiàn)路與電氣柜連接，電氣柜上連有數(shù)控系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述導(dǎo)軌上設(shè)有滑塊，被測(cè)工作臺(tái)與施力工作臺(tái)設(shè)置在滑塊上；光柵尺通過(guò)光柵尺座設(shè)置在臺(tái)體上；施力伺服驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)支座I固設(shè)在臺(tái)體上，絲杠I穿過(guò)支座I其兩端通過(guò)軸承支座I和軸承支座II支撐并固定在臺(tái)體上，被測(cè)伺服驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)支座II固設(shè)在臺(tái)體上，絲杠II穿過(guò)支座II其兩端通過(guò)軸承支座III和軸承支座IV支撐并固定在臺(tái)體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，還包括測(cè)試系統(tǒng)，所述測(cè)試系統(tǒng)包括扭矩傳感器和測(cè)試柜，扭矩傳感器設(shè)置在兩個(gè)相連聯(lián)軸器II的連接處，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括若干個(gè)磁式溫度傳感器，分別安裝在絲母I1、軸承支座IV和被測(cè)工作臺(tái)的兩側(cè)，若干個(gè)磁式溫度傳感器分別通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括若干個(gè)紅外溫度傳感器，均布在絲杠II的一側(cè)并通過(guò)固定支架固定在臺(tái)體上，所述若干個(gè)紅外溫度傳感器通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括壓力傳感器，設(shè)置在浮動(dòng)接頭與連接座之間，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括激光位移傳感器，設(shè)置在絲杠II的軸端，固接在臺(tái)體上，并通過(guò)線(xiàn)路與測(cè)試柜連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求3-7之一所述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述測(cè)試柜通過(guò)線(xiàn)路與控制計(jì)算機(jī)IPC連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置，其特征在于，所述臺(tái)體通過(guò)地腳螺栓支撐在地面上，所述導(dǎo)軌通過(guò)螺栓固定在臺(tái)體上，所述導(dǎo)軌的端部設(shè)有撞塊，撞塊通過(guò)撞塊座固定在臺(tái)體上。
10.一種利用伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)性能測(cè)試試驗(yàn)裝置進(jìn)行測(cè)試的方法，其特征在于，檢測(cè)被測(cè)工作臺(tái)在無(wú)力情況下的各參數(shù)時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)控制電氣柜啟動(dòng)伺服電機(jī)II，伺服電機(jī)II通過(guò)聯(lián)軸器II帶動(dòng)絲杠II運(yùn)動(dòng)從而通過(guò)絲母II驅(qū)動(dòng)被測(cè)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)；扭矩傳感器檢測(cè)伺服電機(jī)II傳遞給絲杠II的扭矩值；磁式溫度傳感器檢測(cè)軸承支座IV、被測(cè)工作臺(tái)和絲母II的溫度值；紅外傳感器檢測(cè)絲杠II的溫度分布；激光位移傳感器檢測(cè)絲杠II的熱伸長(zhǎng)量；檢測(cè)被測(cè)工作臺(tái)在受力情況下的各參數(shù)時(shí)，將連接座與被測(cè)工作臺(tái)連接，數(shù)控系統(tǒng)控制電氣柜啟動(dòng)伺服電機(jī)I，伺服電機(jī)I通過(guò)聯(lián)軸器I帶動(dòng)絲杠I運(yùn)動(dòng)從而通過(guò)絲母I控制施力工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)；壓力傳感器檢測(cè)施力工作臺(tái)作用在被測(cè)工作臺(tái)的壓力值，扭矩傳感器檢測(cè)伺服電機(jī)II傳遞給絲杠II的扭矩值；磁式溫度傳感器檢測(cè)軸承支座IV、被測(cè)工作臺(tái)和絲母II的溫度值；紅外傳感器檢測(cè)絲杠II的溫度分布；激光位移傳感器檢測(cè)絲杠II的熱伸長(zhǎng)量。
【文檔編號(hào)】G01M99/00GK104006982SQ201410244810
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】劉闊, 吳玉亮, 李焱, 于文東, 譚智, 李鵬 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司