半智能化数控伺服刀架批量化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半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置及试验方法，试验装置包括有底座、数个试验台、数个加载单元、数个检测平台和主控单元，其中数个试验台、数个加载单元、数个检测平台和主控单元均设在底座上，每个试验台上均装配有刀架，每个试验台的下部与底座之间均装配有移动台，移动台能够在底座上进行顺时针或逆时针移动，试验方法为：步骤一、确定试验方案；步骤二、确定模拟加载的工况；步骤三、调整刀架的距离；步骤四、规划刀架单元的移动路线；步骤五、将可靠性试验分部；有益效果：省时、省力地激发刀架故障，可根据实际试验场地、资金、人力等大小，调整刀架单元与移动单元投入量。

【技术实现步骤摘要】
半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置及试验方法
本专利技术涉及一种刀架批量化可靠性试验装置及试验方法，特别涉及一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置及试验方法。
技术介绍
目前，数控伺服刀架是数控机床的核心功能部件之一，其可靠性对数控机床整机可靠性影响大。因此搭建数控伺服刀架可靠性试验台，获得大量的可靠性数据与性能数据，可以为数控伺服刀架的专业化生产和可靠性提高提供指导。目前，数控刀架可靠性试验内容主要包括可靠性转位试验、可靠性加载试验与性能检测试验，形式上主要分为用户现场可靠性试验与实验室可靠性试验。用户现场可靠性试验需要可靠性从业者现场跟踪费时费力，受现场环境干扰大且数据获取不全。实验室可靠性试验具有省时省力、受环境干扰小、数据采集简单全面等优点。目前实验室可靠性试验涌现了一批能够模拟真实切削工况的试验装置与性能检测装置。但基本只针对一到两台刀架试验。数控伺服刀架作为难激发故障产品，1-2台产品的试验数据不足以进行可靠性分析。如果想要增加受试样本量，利用现有技术，简单的增加试验装置台套量，费地、费力、费资和费时。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前数控伺服刀架可靠性试验装置不能同时开展不同种类和不同型号大批量的刀架可靠性试验以及不能智能化监控的问题而提供的一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置及试验方法。本专利技术提供的半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置包括有底座、数个试验台、数个加载单元、数个检测平台和主控单元，其中数个试验台、数个加载单元、数个检测平台和主控单元均设在底座上，每个试验台上均装配有刀架，每个试验台的下部与底座之间均装配有移动台，移动台能够在底座上进行顺时针或逆时针移动，每个试验台的底部与移动台之间均装配有控制柜，控制柜内设置有控制机构，控制机构控制试验台上所装配刀架刀盘的伸缩和转动，底座呈方形，数个试验台均布在底座的四边，数个加载单元布设在底座的其中两侧，每个加载单元均对应一个试验台设置，数个检测平台布设在底座的另两侧，每个检测平台均对应一个试验台设置，通过主控单元控制移动台的移动，同时主控单元也控制试验台下控制柜内控制机构的工作。底座上布设试验台的位置处采用九宫格结构布设，其中试验台设置有七台布设在底座四周的七个方格内，其中一侧预留一个空格使七台试验台进行移动，主控单元设在九宫格结构中间的方格内，加载单元设有六台布设在九宫格结构的两侧，每台加载单元均对应一台试验台设置，检测平台也设置有六台布设在九宫格结构的另两侧，每台检测平台均对应一台试验台设置。每个试验台均装配有两个刀架，两个刀架交错设置，每个刀架均连接有一个伺服电机，刀架由伺服电机驱动进行转动，试验台下部控制柜内设置的控制机构是由伺服驱动器、PLC从站和刀架油压箱组成，其中伺服驱动器和刀架油压箱均与PLC从站相连接并由PLC从站控制工作，刀架油压箱与PLC从站的连接线路上设有电磁换向阀，两台伺服驱动器还与两个刀架连接的两个伺服电机连接并控制两个伺服电机的工作，刀架油压箱与两个刀架连接并控制刀架刀盘的伸缩，刀架油压箱上还设置有油压指示灯和数显式油压压力表，主控单元内装配有PLC主站，PLC从站与PLC主站之间通过局域网进行通讯，PLC从站接受PLC主站的指令控制。移动台是由定子和动子组成，其中定子设有四个两两对称设在一底板上，动子也设有四个，四个动子布设在一顶板上，动子与定子对应设置，动子设在移动台的顶部，定子设在移动台的底部，顶板的中间部位装配有锥形凸块，底板中间部位与顶板设置凸块的位置处对应设置有锥形凹槽，凸块与凹槽能够进行啮合使动子不动时顶板与底板紧固连接在一起，凹槽内设有位移接近开关，用于感测移动台上方试验台上刀架的位置，并反馈回主控单元内的PLC主站，每个动子的内心均为低碳钢板，低碳钢板内插设有数个铜条，低碳钢板的周圈裹设有铜板，每个定子均是由十五个槽和十六个齿的硅钢叠片相叠而成，每个槽内嵌有三相线圈，定子通过改变三相线圈输入电流的相位差来驱动动子向设定方向移动，三相线圈与主控单元内设置的强电控制系统和弱电控制系统相连，连接线路上设有固态继电器，每个定子均嵌设在一凹箱内，凹箱的两侧边框内设有两组滚轮，每组滚轮均设在一槽体内，每个槽体的前后端均连接有升降架，两个槽体的底部设有连接轴，连接轴上对应两个槽体的底部设有两个凸轮，连接轴的一端连接有驱动电机，驱动电机驱使连接轴带动两个凸轮触动两个槽体同步沿槽体前后端的升降架进行升降，驱动电机与主控单元连接并由主控单元内的PLC主站控制工作，驱动电机与主控单元的连接线路上设有固态继电器。九宫格结构上预留空格的底板上也设置有定子，该定子的布设形式与状态与移动台下部的定子布设形式与状态相同，通过空格的底板上设置的定子能够驱动相邻方格上的试验台进行设定方向的移动。主控单元是由自动控制单元、数据采集与显示单元、滑环和摄像头组成，其中自动控制单元设在主控单元的下部，数据采集与显示单元设在自动控制单元的上部，数据采集与显示单元能够采集所有刀架的电机电流、电机温度与刀架壳体振动，并将结果实时显示在数据采集与显示单元屏幕上，滑环通过螺栓固定于数据采集与显示单元上，摄像头安设在数据采集与显示单元的四周，实时监视试验装置运转情况，并将视频实时发布到数据采集与显示单元上，自动控制单元内设置有工控机、强电控制系统和弱电控制系统；弱电控制系统包含PLC主站和继电器；PLC主站下行方向通过局域网与试验台下部控制柜内的PLC从站通讯，通过固态继电器控制所有定子三相交流电输入，PLC主站上行方向通过RS232与工控机通讯；工控机下行方向与加载单元控制器配合，控制刀架动态力加载；工控机整体把握移动台、加载单元与刀架单元的配合关系，刀架转位控制由PLC从站执行。上述的检测平台、伺服电机、PLC从站、刀架油压箱、电磁换向阀、PLC主站、固态继电器、数据采集与显示单元、滑环、摄像头、工控机、强电控制系统、弱电控制系统和继电器均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。加载单元的结构已被专利号为：ZL201210213399.2的专利技术专利所披露，因此具体结构和规格在此不做进一步赘述。本专利技术提供的半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验方法，其方法如下所述：步骤一、确定每个被测数控伺服刀架的可靠性试验方案；步骤二、确定所有被测数控伺服刀架的刀盘大小、中心高，确定被测数控伺服刀架的模拟加载的工况；步骤三、将被测数控伺服刀架依次安装于刀架单元刀架安装底板上，根据刀架刀盘大小与中心高调整刀架与加载单元和检测平台的距离；步骤四、根据不同被测刀架的可靠性试验方案与刀架所在位置，规划刀架单元的移动路线，并把路线程序写入工控机中；步骤五、根据不同的试验条件，将数控伺服刀架可靠性试验分三大部分：数控伺服刀架可靠性转位试验、数控伺服刀架可靠性加载试验和数控伺服刀架性能检测试验，具体如下：A、数控伺服刀架可靠性转位试验：1)、根据当前被测刀架所在位置，确定本轮进行可靠性转位试验的刀架组；2)、根据被测刀架的刀位数，在工控机中设定刀架转位频率、转位次数与转位顺序；3)、待安装检查完毕后，开始试验，通过试验台主控单元和控制柜对被测刀架按设定方案循环进行可靠性转位试验；4)、数据采集：实时监测刀架状态，是否存在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置，其特征在于：包括有底座、数个试验台、数个加载单元、数个检测平台和主控单元，其中数个试验台、数个加载单元、数个检测平台和主控单元均设在底座上，每个试验台上均装配有刀架，每个试验台的下部与底座之间均装配有移动台，移动台能够在底座上进行顺时针或逆时针移动，每个试验台的底部与移动台之间均装配有控制柜，控制柜内设置有控制机构，控制机构控制试验台上所装配刀架刀盘的伸缩和转动，底座呈方形，数个试验台均布在底座的四边，数个加载单元布设在底座的其中两侧，每个加载单元均对应一个试验台设置，数个检测平台布设在底座的另两侧，每个检测平台均对应一个试验台设置，通过主控单元控制移动台的移动，同时主控单元也控制试验台下控制柜内控制机构的工作。

【技术特征摘要】
1.一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置，其特征在于：包括有底座、数个试验台、数个加载单元、数个检测平台和主控单元，其中数个试验台、数个加载单元、数个检测平台和主控单元均设在底座上，每个试验台上均装配有刀架，每个试验台的下部与底座之间均装配有移动台，移动台能够在底座上进行顺时针或逆时针移动，每个试验台的底部与移动台之间均装配有控制柜，控制柜内设置有控制机构，控制机构控制试验台上所装配刀架刀盘的伸缩和转动，底座呈方形，数个试验台均布在底座的四边，数个加载单元布设在底座的其中两侧，每个加载单元均对应一个试验台设置，数个检测平台布设在底座的另两侧，每个检测平台均对应一个试验台设置，通过主控单元控制移动台的移动，同时主控单元也控制试验台下控制柜内控制机构的工作。2.根据权利要求1所述的一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置，其特征在于：所述的底座上布设试验台的位置处采用九宫格结构布设，其中试验台设置有七台布设在底座四周的七个方格内，其中一侧预留一个空格使七台试验台进行移动，主控单元设在九宫格结构中间的方格内，加载单元设有六台布设在九宫格结构的两侧，每台加载单元均对应一台试验台设置，检测平台也设置有六台布设在九宫格结构的另两侧，每台检测平台均对应一台试验台设置。3.根据权利要求1所述的一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置，其特征在于：所述的每个试验台均装配有两个刀架，两个刀架交错设置，每个刀架均连接有一个伺服电机，刀架刀盘由伺服电机驱动进行转动，试验台下部控制柜内设置的控制机构是由伺服驱动器、PLC从站和刀架油压箱组成，其中伺服驱动器和刀架油压箱均与PLC从站相连接并由PLC从站控制工作，刀架油压箱与PLC从站的连接线路上设有电磁换向阀，两个伺服驱动器还与两个刀架连接的两个伺服电机连接并控制两个伺服电机的工作，刀架油压箱与两个刀架连接并控制刀架刀盘的伸缩，刀架油压箱上还设置有油压指示灯和数显式油压压力表，主控单元内装配有PLC主站，PLC从站与PLC主站之间通过局域网进行通讯，PLC从站接受PLC主站的指令控制。4.根据权利要求1所述的一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置，其特征在于：所述的移动台是由定子和动子组成，其中定子设有四个两两对称设在一底板上，动子也设有四个，四个动子布设在一顶板上，动子与定子对应设置，动子设在移动台的顶部，定子设在移动台的底部，顶板的中间部位装配有锥形凸块，底板中间部位与顶板设置凸块的位置处对应设置有锥形凹槽，凸块与凹槽能够进行啮合使动子不动时顶板与底板紧固连接在一起，凹槽内设有位移接近开关，用于感测移动台上方试验台上刀架的位置，并反馈回主控单元内的PLC主站，每个动子的内心均为低碳钢板，低碳钢板内插设有数个铜条，低碳钢板的周圈裹设有铜板，每个定子均是由十五个槽和十六个齿的硅钢叠片相叠而成，每个槽内嵌有三相线圈，定子通过改变三相线圈输入电流的相位差来驱动动子向设定方向移动，三相线圈与主控单元内设置的强电控制系统和弱电控制系统相连，连接线路上设有固态继电器，每个定子均嵌设在一凹箱内，凹箱的两侧边框内设有两组滚轮，每组滚轮均设在一槽体内，每个槽体的前后端均连接有升降架，两个槽体的底部设有连接轴，连接轴上对应两个槽体的底部设有两个凸轮，连接轴的一端连接有驱动电机，驱动电机驱使连接轴带动两个凸轮触动两个槽体同步沿槽体前后端的升降架进行升降，驱动电机与主控单元连接并由主控单元内的PLC主站控制工作，驱动电机与主控单元的连接线路上设有固态继电器。5.根据权利要求2和4所述的一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置，其特征在于：所述的九宫格结构上预留空格的底板上也设置有定子，该定子的布设形式与状态与移动台下部的定子布设形式与状态相同，通过空格的底板上设置的定子能够驱动相邻方格上的试验台进行设定方向的移动。6.根据权利要求1所述的一种半智能化数控伺服刀架批量化可靠性试验装置，其特征在于：所述的主控单元是由自动控制单元、数据采集与显示单元、滑环和摄像头组成，其中自动控制单元设在主控单元的下部，数据采集与显示单元设在自动控制单元的上部，数据采集与显示单元能够采集所有刀架的电机电流、电机温度与刀架壳体振动，并将结果实时显示在数据采集与显示单元屏幕上，滑环通过螺栓固定于数据采集与显示单元上，摄像头安设在数据采集与显示单元的四周，实时监视试验装置运转情况，并将视频实时发布到数据采集与显示单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈菲，胡炜，许彬彬，吴越，马腾，张德聪，张新戈，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22