伺服进给系统可靠性试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种伺服进给系统可靠性试验装置及试验方法，克服了没有模拟数控机床双丝杠同步驱动伺服进给系统加载功能的可靠性试验装置与试验方法的问题，该装置包括双丝杠同步驱动伺服进给系统、加载系统、检测系统与控制系统；双丝杠同步驱动伺服进给系统通过其中的床身平台安装在地基上，加载系统通过伺服油路块支架与伺服油缸支架安装在床身平台上，加载系统通过浮动接头和安装在床身平台上的工作台连接，检测系统中的1号位移传感器、2号位移传感器、两个压力传感器、1号接近传感器、2号接近传感器与激光干涉仪分别安装在床身平台与床身平台左侧地基上；控制系统通过操作台安装在床身平台的右上方的地基上。本发明专利技术还提供了一种试验方法。

【技术实现步骤摘要】
伺服进给系统可靠性试验装置及试验方法
本专利技术涉及精密制造技术和工业自动化控制领域的一种试验装置，更确切地说，本专利技术涉及一种伺服进给系统可靠性试验装置及试验方法。
技术介绍
进给系统作为数控机床重要的组成部分，其精度的高低直接影响机床的定位精度、稳定性和加工质量。以伺服电机带动滚珠丝杠为主要传动部件构成的伺服进给系统在高档数控机床上的应用最为广泛。传统的数控机床直线进给系统主要采用单根滚珠丝杠，单丝杠驱动结构不稳定，运行时容易产生较大的平动和扭转，进而影响了进给系统的精度。随着机床向高速、高精和高稳定性的方向发展，对伺服进给系统提出了更高的要求，双滚珠丝杠驱动直线进给系统具有良好的抗振性、高系统刚度以及快速系统响应性等优点，能够有效地抑制数控机床在高速和高加减速情况下产生的振动，因此其在高速和高精类数控机床中的应用日益广泛。然而，国内的数控机床在双丝杠驱动技术的应用上仍处于起步阶段，虽然国内对于单滚珠丝杠副的性能检测和可靠性装置已经很成熟，但是对于双丝杠同步驱动的伺服进给系统可靠性装置还很少。对其进行可靠性试验及性能参数的检测、数据分析以及提出改进措施是提高双丝杠驱动伺服进给系统可靠性的一条有效途径，对于数控机床具有重大意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了目前国内没有具备模拟数控机床双丝杠同步驱动伺服进给系统加载功能的可靠性试验装置和可靠性试验方法的问题，提供了一种双丝杠同步驱动的伺服进给系统可靠性试验装置及试验方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的伺服进给系统可靠性试验装置包括双丝杠同步驱动伺服进给系统、加载系统、检测系统与控制系统；所述的双丝杠同步驱动伺服进给系统包括工作台、床身平台；所述的加载系统包括加载伺服油缸、伺服油路块、伺服油路块支架、伺服油缸支架与浮动接头；所述的检测系统包括1号位移传感器、两个结构相同的压力传感器、1号接近传感器、2号接近传感器、2号位移传感器与激光干涉仪；所述的双丝杠同步驱动伺服进给系统通过其中的床身平台安装在地基上，加载系统通过伺服油路块支架与伺服油缸支架安装在床身平台的右端，加载系统通过加载伺服油缸与浮动接头和工作台右端面连接，1号位移传感器、2号位移传感器、1号接近传感器与2号接近传感器安装在床身平台上，两个结构相同的压力传感器安装在伺服油路块上，激光干涉仪安装在床身平台左侧的地基上；控制系统通过操作台安装在床身平台的右上方的地基上，控制系统和加载系统与检测系统采用电气线连接。技术方案中所述的双丝杠同步驱动伺服进给系统还包括1号丝杠伺服进给系统、2号丝杠伺服进给系统与2套结构相同的滚动导轨副；所述的滚动导轨副包括导轨与滑块，导轨为等矩形横截面的直杆件，导轨上均匀地设置有安装螺钉的螺钉通孔，螺钉通孔的个数与导轨座上的导轨槽底面上的1号螺纹孔个数相等并相互对正；2个结构相同的导轨通过螺钉安装在床身平台前后侧的导轨座上的导轨槽内；滑块为U字形等横截面的结构件，滑块的凹槽的槽底上设置有螺钉通孔，2个结构相同的滑块通过螺钉安装在工作台底面前后侧设置的螺纹孔处，安装在工作台底面的2个结构相同的滑块扣装在2个结构相同的导轨上，2个结构相同的滑块与2个结构相同的导轨之间为滑动连接；所述的1号丝杠伺服进给系统与2号丝杠伺服进给系统结构相同；1号丝杠伺服进给系统与2号丝杠伺服进给系统相对于床身平台的纵向对称面平行对称地安装在床身平台中间凹槽的前、后侧的槽底上，1号丝杠伺服进给系统与2号丝杠伺服进给系统通过其中的1号滚珠丝杠与2号滚珠丝杠和安装在工作台上的1号丝杠螺母与2号丝杠螺母相连接。技术方案中所述的床身平台为采用铸造方式制成的长方体形结构件，床身平台的顶端前后两侧相对于床身平台的纵向对称面平行对称地设置有结构相等的矩形横截面的导轨座，在两导轨座的顶端加工有结构相同的导轨槽，在导轨槽的底面上均匀地设置有安装滚动导轨副中导轨的1号螺纹孔；在两导轨座之间的中间凹槽后侧的左端设置有四个安装1号减速器支架的2号螺纹孔，在2号螺纹孔的右侧设置有四个安装1号轴承座的3号螺纹孔，在3号螺纹孔的右侧设置有两个安装1号位移传感器支架的4号螺纹孔，在中间凹槽后侧的右端设置有四个安装2号轴承座的5号螺纹孔；在中间凹槽前侧的左端设置有四个安装2号减速器支架的6号螺纹孔，在6号螺纹孔的右端设置有四个安装4号轴承座的7号螺纹孔，在7号螺纹孔的右侧设置有两个安装2号位移传感器支架的8号螺纹孔，在中间凹槽前侧的右端设置有四个安装3号轴承座的9号螺纹孔；在中间凹槽中间处的右端设置有四个安装伺服油缸支架的10号螺纹孔，在床身平台的右端面上设置有四个安装伺服油路块支架的11号螺纹孔；床身平台前端面的左右两端分别设置有两个安装2号接近传感器支撑架与1号接近传感器支撑架的12号螺纹孔和13号螺纹孔。技术方案中所述的加载系统还包括工业砝码、高频响方向阀、插装式电磁换向阀与两个相同的伺服油路管接头；所述的加载伺服油缸包括伺服油缸杆，加载伺服油缸安装在伺服油缸支架中竖直板上设置有四个螺栓孔处，加载伺服油缸上的伺服油缸杆装入竖直板上的中心通孔中，伺服油缸杆的伸出端与浮动接头右端螺纹连接；伺服油路块采用螺钉安装在伺服油路块支架中水平板上设置有四个螺栓孔处，高频响方向阀安装在伺服油路块顶端面右侧的5号螺纹孔上，插装式电磁换向阀安装在伺服油路块顶端面左侧的4号螺纹孔上，两个相同的伺服油路管接头安装在伺服油路块左端面下侧的2号螺纹孔上，工业砝码放置在工作台上。技术方案中所述的检测系统还包括1号位移传感器支架、1号接近传感器支架、2号接近传感器支架与2号位移传感器支架；所述的1号位移传感器采用螺钉安装在1号位移传感器支架中竖直板的两个螺钉孔上，1号位移传感器支架采用螺钉安装在床身平台的中间凹槽后侧左端的4号螺纹孔上，2号位移传感器采用螺钉安装在2号位移传感器支架中竖直板的两个螺钉孔上，2号位移传感器支架采用螺钉安装在床身平台的中间凹槽前侧左端的8号螺纹孔上，两个结构相同的压力传感器安装在伺服油路块左端面上侧的两个结构相同的3号螺纹孔上，1号接近传感器安装在1号接近传感器支架上，1号接近传感器支架安装在床身平台前端面右端的13号螺纹孔上，2号接近传感器安装在2号接近传感器支架上，2号接近传感器支架安装在床身平台前端面左端的12号螺纹孔上。技术方案中所述的控制系统包括西门子828D系统、24V电源、鼠标键盘、2号输入输出模块、1号输入输出模块、1号直接测量系统、2号直接测量系统、1号内置编码器、2号内置编码器、调节型电源模块、1号单电机模块、2号单电机模块与操作台；所述的西门子828D系统的USB接口与鼠标键盘采用电气线相连接，西门子828D系统的X1接口与24V电源采用电气线连接，西门子828D系统的PN1接口端与1号输入输出模块的POINT1接口端采用网线连接，1号输入输出模块的POINT2接口端与2号输入输出模块的POINT1接口端相连接，西门子828D系统的X100接口端采用网线与调节型电源模块的X200接口端相连接，1号单电机模块的X203接口与1号直接测量系统的X500接口通过网线相连接，2号单电机模块的X203接口与2号直接测量系统的X500接口采用网线相连接。技术方案中所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伺服进给系统可靠性试验装置,其特征在于,所述的伺服进给系统可靠性试验装置包括双丝杠同步驱动伺服进给系统、加载系统、检测系统与控制系统；所述的双丝杠同步驱动伺服进给系统包括工作台(11)、床身平台(32)；所述的加载系统包括加载伺服油缸(17)、伺服油路块(20)、伺服油路块支架(23)、伺服油缸支架(29)与浮动接头(31)；所述的检测系统包括1号位移传感器(7)、两个结构相同的压力传感器(21)、1号接近传感器(27)、2号接近传感器(35)、2号位移传感器(38)与激光干涉仪(44)；所述的双丝杠同步驱动伺服进给系统通过其中的床身平台(32)安装在地基上，加载系统通过伺服油路块支架(23)与伺服油缸支架(29)安装在床身平台(32)的右端，加载系统通过加载伺服油缸(17)与浮动接头(31)和工作台(11)右端面连接，1号位移传感器(7)、2号位移传感器(38)、1号接近传感器(27)与2号接近传感器(35)安装在床身平台(32)上，两个结构相同的压力传感器(21)安装在伺服油路块(20)上，激光干涉仪(44)安装在床身平台(32)左侧的地基上；控制系统通过操作台(13)安装在床身平台(32)的右上方的地基上，控制系统和加载系统与检测系统采用电气线连接。...

【技术特征摘要】
1.一种伺服进给系统可靠性试验装置,其特征在于,所述的伺服进给系统可靠性试验装置包括双丝杠同步驱动伺服进给系统、加载系统、检测系统与控制系统；所述的双丝杠同步驱动伺服进给系统包括工作台(11)、床身平台(32)；所述的加载系统包括加载伺服油缸(17)、伺服油路块(20)、伺服油路块支架(23)、伺服油缸支架(29)与浮动接头(31)；所述的检测系统包括1号位移传感器(7)、两个结构相同的压力传感器(21)、1号接近传感器(27)、2号接近传感器(35)、2号位移传感器(38)与激光干涉仪(44)；所述的双丝杠同步驱动伺服进给系统通过其中的床身平台(32)安装在地基上，加载系统通过伺服油路块支架(23)与伺服油缸支架(29)安装在床身平台(32)的右端，加载系统通过加载伺服油缸(17)与浮动接头(31)和工作台(11)右端面连接，1号位移传感器(7)、2号位移传感器(38)、1号接近传感器(27)与2号接近传感器(35)安装在床身平台(32)上，两个结构相同的压力传感器(21)安装在伺服油路块(20)上，激光干涉仪(44)安装在床身平台(32)左侧的地基上；控制系统通过操作台(13)安装在床身平台(32)的右上方的地基上，控制系统和加载系统与检测系统采用电气线连接。2.按照权利要求1所述的伺服进给系统可靠性试验装置,其特征在于,所述的双丝杠同步驱动伺服进给系统还包括1号丝杠伺服进给系统、2号丝杠伺服进给系统与2套结构相同的滚动导轨副(8)；所述的滚动导轨副(8)包括导轨与滑块，导轨为等矩形横截面的直杆件，导轨上均匀地设置有安装螺钉的螺钉通孔，螺钉通孔的个数与导轨座上的导轨槽底面上的1号螺纹孔个数相等并相互对正；2个结构相同的导轨通过螺钉安装在床身平台(32)前后侧的导轨座上的导轨槽内；滑块为U字形等横截面的结构件，滑块的凹槽的槽底上设置有螺钉通孔，2个结构相同的滑块通过螺钉安装在工作台(11)底面前后侧设置的螺纹孔处，安装在工作台(11)底面的2个结构相同的滑块扣装在2个结构相同的导轨上，2个结构相同的滑块与2个结构相同的导轨之间为滑动连接；所述的1号丝杠伺服进给系统与2号丝杠伺服进给系统结构相同；1号丝杠伺服进给系统与2号丝杠伺服进给系统相对于床身平台(32)的纵向对称面平行对称地安装在床身平台(32)中间凹槽的前、后侧的槽底上，1号丝杠伺服进给系统与2号丝杠伺服进给系统通过其中的1号滚珠丝杠(9)与2号滚珠丝杠(34)和安装在工作台(11)上的1号丝杠螺母(10)与2号丝杠螺母(33)相连接。3.按照权利要求1或2所述的伺服进给系统可靠性试验装置,其特征在于,所述的床身平台(32)为采用铸造方式制成的长方体形结构件，床身平台(32)的顶端前后两侧相对于床身平台(32)的纵向对称面平行对称地设置有结构相等的矩形横截面的导轨座，在两导轨座的顶端加工有结构相同的导轨槽，在导轨槽的底面上均匀地设置有安装滚动导轨副(8)中导轨的1号螺纹孔；在两导轨座之间的中间凹槽后侧的左端设置有四个安装1号减速器支架(3)的2号螺纹孔，在2号螺纹孔的右侧设置有四个安装1号轴承座(5)的3号螺纹孔，在3号螺纹孔的右侧设置有两个安装1号位移传感器支架(6)的4号螺纹孔，在中间凹槽后侧的右端设置有四个安装2号轴承座(14)的5号螺纹孔；在中间凹槽前侧的左端设置有四个安装2号减速器支架(41)的6号螺纹孔，在6号螺纹孔的右端设置有四个安装4号轴承座(39)的7号螺纹孔，在7号螺纹孔的右侧设置有两个安装2号位移传感器支架(37)的8号螺纹孔，在中间凹槽前侧的右端设置有四个安装3号轴承座(26)的9号螺纹孔；在中间凹槽中间处的右端设置有四个安装伺服油缸支架(29)的10号螺纹孔，在床身平台(32)的右端面上设置有四个安装伺服油路块支架(23)的11号螺纹孔；床身平台(32)前端面的左右两端分别设置有两个安装2号接近传感器支撑架(36)与1号接近传感器支撑架(28)的12号螺纹孔和13号螺纹孔。4.按照权利要求1所述的伺服进给系统可靠性试验装置,其特征在于,所述的加载系统还包括工业砝码(12)、高频响方向阀(18)、插装式电磁换向阀(19)与两个相同的伺服油路管接头(22)；所述的加载伺服油缸(17)包括伺服油缸杆(30)，加载伺服油缸(17)安装在伺服油缸支架(29)中竖直板上设置有四个螺栓孔处，加载伺服油缸(17)上的伺服油缸杆(30)装入竖直板上的中心通孔中，伺服油缸杆(30)的伸出端与浮动接头(31)右端螺纹连接；伺服油路块(20)采用螺钉安装在伺服油路块支架(23)中水平板上设置有四个螺栓孔处，高频响方向阀(18)安装在伺服油路块(20)顶端面右侧的5号螺纹孔上，插装式电磁换向阀(19)安装在伺服油路块(20)顶端面左侧的4号螺纹孔上，两个相同的伺服油路管接头(22)安装在伺服油路块(20)左端面下侧的2号螺纹孔上，工业砝码(12)放置在工作台(11)上。5.按照权利要求1所述的伺服进给系统可靠性试验装置,其特征在于,所述的检测系统还包括1号位移传感器支架(6)、1号接近传感器支架(28)、2号接近传感器支架(36)与2号位移传感器支架(37)；所述的1号位移传感器(7)采用螺钉安装在1号位移传感器支架(6)中竖直板的两个螺钉孔上，1号位移传感器支架(6)采用螺钉安装在床身平台(32)的中间凹槽后侧左端的4号螺纹孔上，2号位移传感器(38)采用螺钉安装在2号位移传感器支架(37)中竖直板的两个螺钉孔上，2号位移传感器支架(37)采用螺钉安装在床身平台(32)的中间凹槽前侧左端的8号螺纹孔上，两个结构相同的压力传感器(21)安装在伺服油路块(20)左端面上侧的两个结构相同的3号螺纹孔上，1号接近传感器(27)安装在1号接近传感器支架(28)上，1号接近传感器支架(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗巍，陈菲，许彬彬，李恒旭，杨兆军，张新戈，郭亚明，郑宏伟，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22