光栅尺可靠性试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种光栅尺可靠性试验装置，克服了目前光栅尺可靠性试验装置和检测系统不能够模拟实际工况的问题，光栅尺可靠性试验装置由模拟工况装置、光栅尺安装装置和检测控制系统组成；模拟工况装置包括温湿度试验箱、光栅尺驱动系统、振动加载台、油雾控制站；光栅尺安装装置包括光栅尺安装平台、开放式及封闭式光栅尺主尺、开放式及封闭式光栅尺读数头；检测控制系统包括激光干涉仪、光栅尺检测仪和控制柜，控制柜中包含有工控机、可编程控制器、温湿度试验箱控制器、振动加载台控制器、伺服驱动器和油雾控制器；本实用新型专利技术适用于不同型号的光栅尺，具有通用性和灵活性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于机械领域的试验装置，更确切地说，本技术涉及一种能够对光栅尺施加振动、温度、湿度、电压、油雾负载的可靠性试验装置。
技术介绍
光栅尺是利用光栅光学原理工作的测量装置，其具有检测范围大、精度高和响应速度快等特点，广泛用于数控机床及其它工业设备。目前中高档数控机床普遍使用绝对式光栅尺作为全闭环位置信息反馈部件,光栅尺可靠性直接关系到数控机床的性能、精度和整机可靠性。在实际应用中，光栅尺常受使用环境温度、湿度、振动以及油雾等外界干扰而引起故障。光栅尺的可靠性试验及性能参数的检测能够为光栅尺的故障分析、结构优化设计、制造过程可靠性保证等提供关健的基础数据。因此，研究开发光栅尺可靠性试验装置和检测系统具有重要的意义。国内目前针对光栅尺进行可靠性试验的研究较少，仅有一些功能简单、不具有模拟实际工况加载的试验装置，缺乏对光栅尺在模拟实际工况下进行可靠性试验及性能的检测。因此开发一种具有模拟实际工况加载的光栅尺可靠性试验装置及其重要，同时提出一套完整的光栅尺可靠性试验方法。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服了目前光栅尺可靠性试验装置和检测系统不能够模拟实际工况的问题，提出了一种能对光栅尺施加振动、温度、湿度、电压、油雾等负载的可靠性试验装置。为解决上述技术问题，本技术是采用如下技术方案实现的，结合附图说明如下：一种光栅尺可靠性试验装置，由模拟工况装置、光栅尺安装装置以及检测控制系统组成；所述的模拟工况装置包括温湿度试验箱1、光栅尺驱动系统2、设有振动加载台控制器的振动加载台3、均设置于温湿度试验箱1外部的光栅尺电源5、油雾控制站8；所述振动加载台3安装在温湿度试验箱1中的下层空间；所述的光栅尺驱动系统2置于温湿度试验箱1中，并放置于振动加载台3的上端面；所述的光栅尺安装装置包括光栅尺安装平台35、光栅尺读数头安装支架14、读数头支架调节旋钮30、开放式光栅尺主尺安装板15、开放式光栅尺主尺27、开放式光栅尺读数头固定支架28、开放式光栅尺读数头29、封闭式光栅尺主尺安装板31、封闭式光栅尺主尺13、封闭式光栅尺读数头固定支架34、封闭式光栅尺读数头33；开放式光栅尺主尺27使用开放式光栅尺主尺安装卡具32安装于开放式光栅尺主尺安装板15上，开放式光栅尺主尺安装板15固定在光栅尺安装平台35上；开放式光栅尺读数头29安装于开放式光栅尺读数头固定支架28上，光栅尺读数头固定支架28通过读数头支架调节旋钮30固定在光栅尺读数头安装支架14上；封闭式光栅尺主尺13安装于封闭式光栅尺主尺安装板31上，封闭式光栅尺主尺安装板31固定在光栅尺安装平台35上；封闭式光栅尺读数头33安装于封闭式光栅尺读数头固定支架34，封闭式光栅尺读数头固定支架34通过读数头支架调节旋钮30固定在光栅尺读数头安装支架14上；所述的检测控制系统包括激光干涉仪4、光栅尺检测仪6和控制柜7；所述激光干涉仪4位于温湿度试验箱1外部，激光干涉仪的激光束方向与受试光栅尺往复运动方向在同一直线上；控制柜7中包含有工控机、可编程控制器、温湿度试验箱控制器、振动加载台控制器、伺服驱动器和油雾控制器；所述光栅尺检测仪6读取光栅尺的读数信号，将读数信号传送到工控机中；所述的工控机将试验的实时状态通过显示器反馈给使用者，工控机发送指令控制可编程控制器，实现对振动加载台控制器、伺服驱动器、温湿度试验箱控制器、油雾控制器、光栅尺电源的间接控制。技术方案中所述封闭式光栅尺主尺13设有两条；开放式光栅尺主尺安装板15设有三块；开放式光栅尺主尺27设有三条；开放式光栅尺读数头固定支架28设有三个；开放式光栅尺读数头29设有三个；开放式光栅尺主尺安装卡具32设有三组；封闭式光栅尺主尺安装板31设有两块；封闭式光栅尺读数头33设有两个；封闭式光栅尺读数头固定支架34设有两个；读数头支架调整旋钮30设有十个。技术方案中所述光栅尺驱动系统2包括直线运动滑台12、光栅尺驱动系统底板18、万向联轴器19、伺服电机20、丝杆21、导轨副承导件22、螺旋副23、导轨副运动件24、传动轴26、伺服电机安装板37；直线运动滑台12固定在螺旋副23上；伺服电机20通过万向联轴器19与传动轴26连接，传动轴末端与丝杆21相连，在螺旋副23的作用下，导轨副运动件24在导轨副承导件22上滑动，驱动直线运动滑台12上的受试光栅尺做直线往复运动；光栅尺驱动系统底板18支撑起整套运动系统，起到固定支撑、便于整体搬运的作用；所述的伺服电机20通过伺服电机安装板37安装于试验箱后壳体。技术方案中所述可编程控制器与振动加载台控制器连接，控制振动加载台3的运动，使振动加载台3上的受试光栅尺按照给定规律振动；可编程控制器下行方向与伺服驱动器连接，实现对伺服电机20的控制，通过丝杆传动驱动直线运动滑台12按给定的运动函数做直线往复运动，使直线运动滑台12上部安装的光栅尺安装平台35及平台上的受试光栅尺服从给定的运动规律进行运动。技术方案中所述的油雾控制站8，采用喷油的方式使油雾充满整个油雾防护罩38，实现对油雾防护罩38内的光栅尺受到油雾的影响，模拟光栅尺在加工过程中受到油雾污染的情况；油雾控制站8设置在温湿度试验箱外，所述油雾防护罩38置于温湿度试验箱1中，通过管路连接油雾防护罩38内的油雾喷头10；油雾防护罩38内的油雾通过油雾回收管道接头9经管路回流到油雾控制站8；所述振动加载台3的振动加载台上平台36表面安装加速度传感器，检测试验系统中的振动值；所述温湿度试验箱中设有温湿度传感器，采集受试光栅尺的温湿度环境参数；所述油雾防护罩38中设有油雾传感器，实现对受试光栅尺油雾浓度的检测；一种光栅尺可靠性试验装置的试验方法，包括以下步骤：步骤1：确定受试光栅尺的类型和条数，确定受试光栅尺运动的函数规律、模拟加载工况的要求和需要检测的性能参数，并输入工控机软件中；步骤2：根据受试光栅尺的型号，在通用安装板上安装受试光栅尺；步骤3：根据受试光栅尺需要模拟加载工况的要求确定参数范围，进行温度和湿度模拟加载试验、振动加载试验、受试光栅尺供电电压变化试验以及油雾对受试光栅尺可靠性影响试验；根据受试光栅尺模拟加载工况的要求，确定可靠性试验的总试验时间、试验流程以及流程中每步需要设定的试验参数和试验时间；步骤4：根据经济条件选择检测方式：若选用基于激光干涉仪的高精度检测法，安装并 调整激光干涉仪的位置，设置激光干涉仪的参数，调整激光干涉仪4的位置，使之能够准确检测直线运动滑台12的位移，从而对受试光栅尺的精度进行检测；若选择中等精度的基准光栅尺检测法，在平台上安装可靠性和精度较高的光栅尺，作为标准光栅尺检测另外四条光栅尺的精度；步骤5：在工控机软件中对试验参数与精度进行显示，分析精度，记录试验数据；储存试验时间、检测信号数据、故障数据、误差数据信息；技术方案中所述的温度和湿度模拟加载试验，包括以下步骤：1)根据受试光栅尺温湿度试验标准，确定试验的温度与湿度的范围、变化的速率以及对应的试验时间；制定周期性的光栅尺可靠性试验温湿度加载方案，并输入工控机软件中；2)安装受试光栅尺，确定高精度或中等精度检测方式；按照制定的周期性的光栅尺可靠性试验温湿度加载方案进行加载试验；3)工控机软件中实时显本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光栅尺可靠性试验装置，由模拟工况装置、光栅尺安装装置以及检测控制系统组成；其特征在于：所述的模拟工况装置包括温湿度试验箱(1)、光栅尺驱动系统(2)、设有振动加载台控制器的振动加载台(3)、均设置于温湿度试验箱(1)外部的光栅尺电源(5)、油雾控制站(8)；所述振动加载台(3)安装在温湿度试验箱(1)中的下层空间；所述的光栅尺驱动系统(2)置于温湿度试验箱(1)中，并放置于振动加载台(3)的上端面；所述的光栅尺安装装置包括光栅尺安装平台(35)、光栅尺读数头安装支架(14)、读数头支架调节旋钮(30)、开放式光栅尺主尺安装板(15)、开放式光栅尺主尺(27)、开放式光栅尺读数头固定支架(28)、开放式光栅尺读数头(29)、封闭式光栅尺主尺安装板(31)、封闭式光栅尺主尺(13)、封闭式光栅尺读数头固定支架(34)、封闭式光栅尺读数头(33)；开放式光栅尺主尺(27)使用开放式光栅尺主尺安装卡具(32)安装于开放式光栅尺主尺安装板(15)上，开放式光栅尺主尺安装板(15)固定在光栅尺安装平台(35)上；开放式光栅尺读数头(29)安装于开放式光栅尺读数头固定支架(28)上，光栅尺读数头固定支架(28)通过读数头支架调节旋钮(30)固定在光栅尺读数头安装支架(14)上；封闭式光栅尺主尺(13)安装于封闭式光栅尺主尺安装板(31)上，封闭式光栅尺主尺安装板(31)固定在光栅尺安装平台(35)上；封闭式光栅尺读数头(33)安装于封闭式光栅尺读数头固定支架(34)，封闭式光栅尺读数头固定支架(34)通过读数头支架调节旋钮(30)固定在光栅尺读数头安装支架(14)上；所述的检测控制系统包括激光干涉仪(4)、光栅尺检测仪(6)和控制柜(7)；所述激光干涉仪(4)位于温湿度试验箱(1)外部，激光干涉仪的激光束方向与受试光栅尺往复运动方向在同一直线上；控制柜(7)中包含有工控机、可编程控制器、温湿度试验箱控制器、振动加载台控制器、伺服驱动器和油雾控制器；所述光栅尺检测仪(6)读取光栅尺的读数信号，将读数信号传送到工控机中；所述的工控机将试验的实时状态通过显示器反馈给使用者，工控机发送指令控制可编程控制器，实现对振动加载台控制器、伺服驱动器、温湿度试验箱控制器、油雾控制器、光栅尺电源的控制。...

【技术特征摘要】
1.一种光栅尺可靠性试验装置，由模拟工况装置、光栅尺安装装置以及检测控制系统组成；其特征在于：所述的模拟工况装置包括温湿度试验箱(1)、光栅尺驱动系统(2)、设有振动加载台控制器的振动加载台(3)、均设置于温湿度试验箱(1)外部的光栅尺电源(5)、油雾控制站(8)；所述振动加载台(3)安装在温湿度试验箱(1)中的下层空间；所述的光栅尺驱动系统(2)置于温湿度试验箱(1)中，并放置于振动加载台(3)的上端面；所述的光栅尺安装装置包括光栅尺安装平台(35)、光栅尺读数头安装支架(14)、读数头支架调节旋钮(30)、开放式光栅尺主尺安装板(15)、开放式光栅尺主尺(27)、开放式光栅尺读数头固定支架(28)、开放式光栅尺读数头(29)、封闭式光栅尺主尺安装板(31)、封闭式光栅尺主尺(13)、封闭式光栅尺读数头固定支架(34)、封闭式光栅尺读数头(33)；开放式光栅尺主尺(27)使用开放式光栅尺主尺安装卡具(32)安装于开放式光栅尺主尺安装板(15)上，开放式光栅尺主尺安装板(15)固定在光栅尺安装平台(35)上；开放式光栅尺读数头(29)安装于开放式光栅尺读数头固定支架(28)上，光栅尺读数头固定支架(28)通过读数头支架调节旋钮(30)固定在光栅尺读数头安装支架(14)上；封闭式光栅尺主尺(13)安装于封闭式光栅尺主尺安装板(31)上，封闭式光栅尺主尺安装板(31)固定在光栅尺安装平台(35)上；封闭式光栅尺读数头(33)安装于封闭式光栅尺读数头固定支架(34)，封闭式光栅尺读数头固定支架(34)通过读数头支架调节旋钮(30)固定在光栅尺读数头安装支架(14)上；所述的检测控制系统包括激光干涉仪(4)、光栅尺检测仪(6)和控制柜(7)；所述激光干涉仪(4)位于温湿度试验箱(1)外部，激光干涉仪的激光束方向与受试光栅尺往复运动方向在同一直线上；控制柜(7)中包含有工控机、可编程控制器、温湿度试验箱控制器、振动加载台控制器、伺服驱动器和油雾控制器；所述光栅尺检测仪(6)读取光栅尺的读数信号，将读数信号传送到工控机中；所述的工控机将试验的实时状态通过显示器反馈给使用者，工控机发送指令控制可编程控制器，实现对振动加载台控制器、伺服驱动器、温湿度试验箱控制器、油雾控制器、光栅尺电源的控制。2.根据权利要求1所述的一种光栅尺可靠性试验装置，其特征在于：所述封闭式光栅尺主尺(13)设有两条；开放式光栅尺主尺安装板(15)设有三块；开放式光栅尺主尺(27)设有三条...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兆军，陈玮峥，陈菲，何佳龙，许彬彬，王升旭，周欣达，鲍俊，杜乐，李洁莉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22