一种模拟工况的数控转台试验台载荷加载控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及对数控转台承受载荷的模拟加载控制领域，特备涉及一种模拟工况的数控转台试验台载荷加载控制系统及控制方法，其特征在于：包括模拟静态载荷的液压加载系统、模拟动态载荷的激振系统和载荷模拟加载的控制系统。本模拟工况的数控转台试验台载荷加载控制系统及控制方法，可以真实模拟各种工况下待加工工件对数控转台所施加的静态载荷，可以真实模拟不同类型的机床在加工过程中对数控转台所施加的动态载荷，为数控转台的设计，制造，优化实验研究提供有益的参照和第一手数据，有助于提高数控转台的精度和刚度；整个加载控制系统的实现简单、方便易于操作，所需的试验准备周期短，试验成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对数控转台承受载荷的模拟加载控制领域，特备涉及。
技术介绍
高档数控机床与基础制造装备隶属于国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)提出的七大新兴产业之一高端装备制造产业的范畴。而数控转台是数控机床的核心功能部件，在铣削、磨削、钻削、镗削等工况下数控转台的性能高低，将直接影响数控机床及其加工成品的精度，因而 生产高精度，低成本，技术集成度高的数控转台是振兴我国装备制造业的重要前提。我国自主生产的数控转台在相同结构刚度的前提下，产品较重、载荷较小，给小型化、机动性带来了很大的困难，国外的数控转台制造商包括我国台湾的制造商，之所以能生产出精度高、性能优越、寿命长、承载力大的数控转台，是因为它们都配备了相关整套的高精密试验系统。因此为了研制出质量轻、刚度高、精度高的数控转台，生产出一种专门检测数控转台综合性能的试验台显得至关重要，对数控转台的自主产业化和为高档数控机床配套提供支撑，具有重要意义。目前，国内绝大数数控转台制造商在检测数控转台关键性能参数时，只能对数控转台的静态参数进行测量，而对评价数控转台性能最关键的动态参数无法进行有效的测量，所以直到目前尚没有确定一套对数控转台的性能进行检测和评价的标准。故，针对目前检测过程所存在的弊端，实有必要进行研究，以提供一种方案，解决现有检测过程中所存在的缺陷，避免无法检测在动载荷作用下数控转台的各性能参数，本专利技术的模拟工况的数控转台试验台载荷加载控制系统即能够用于在试验环境下准确真实的模拟数控转台在实际工况中所承受的静态载荷以及动态载荷，能够方便的检测数控转台的关键性能指标。专利技术内容为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供，用于准确模拟真实工况下数控转台所受到的各种载荷情况，包括所安放工件产生的静态载荷以及机床在实际工作过程中所产生的动态载荷。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为:一种模拟工况的数控转台试验台载荷加载控制系统，其特征在于:包括模拟静态载荷的液压加载系统、模拟动态载荷的激振系统和载荷模拟加载的控制系统，所述模拟静态载荷的液压加载统包括电机、变量叶片泵、比例减压阀以及电磁换向阀，并由此组成压力可调可控的液压加载回路；所述模拟动态载荷的激振系统包括功率放大器、高能激振器和压力传感器；所述载荷模拟加载的控制系统包括上位机工控机及PLC下位机。所述模拟静态载荷的液压加载系统还包括油箱、空气过滤器、液位计、吸油过滤器、高压过滤器、加热器、高压球阀、液位继电器、金属温度计、管式单向阀、溢流阀、叠加式节流阀、压力表、压力传感器和精密油冷却机，电动机通过联轴器连接液压油泵旋转，液压油泵通过吸油管路连接油箱，油箱经过单向阀、溢流阀、高压过滤器、比例减压阀、电液比例换向阀，并经过叠加式节流阀之后连接至加载液压缸。所述模拟静态载荷的液压加载系统包括第一液压缸1、第二液压缸2、第三液压缸3、第一激振器6、第二激振器7和第三激振器8，第一液压缸1、第二液压缸2、第三液压缸3分别安装在数控转台的轴向、径向以及周向方向，第一激振器6、第二激振器7和第三激振器8分别设置在数控转台的轴向、径向以及周向的位置。一种模拟工况的数控转台试验台载荷加载控制方法，包括以下步骤:步骤1:通过模拟静态载荷的液压加载系统在数控转台机械本体的轴向、径向以及周向上分别安装液压缸，利用液压加载回路产生的高压液压油对数控转台本体三向进行加载，以模拟数控转台在实际切削工况中所承受的静态负载；步骤2:通过模拟动态载荷的激振系统，按照预先设定的载荷谱，给激振器下发控制指令，产生对应的激振力，通过三个方向激振器的联合作用来模拟数控转台在实际切削过程中所受到的动态力；步骤3:通过载荷模拟加载的控制系统由工控机为上位机及PLC为下位机组成，上位机对所述控制系统中的PLC下发指令进行控制，以控制所述系统的液压缸及激振器动作。 所述步骤I具体包括以下步骤:通过加载液压缸的作用，给予数控转台工作台面加载力，当给予电磁换向阀施加指令电压信号时，比例换向阀通过改变阀芯位移，改变液压油流向，实现所述加载液压缸运动方向的控制，当给予比例减压阀施加指令电压信号时，通过调压弹簧的作用使得减压阀两端的压差发生改变，使得输出的液压油的压力值发生变换，实现不同工况下的静载荷加载，在转台本体的轴向、径向以及周向上分别安装液压缸，利用液压回路产生的高压液压油对转台本体三向进行加载，以模拟转台在实际切削工况中所承受的静态负载。所述步骤3具体包括以下步骤:上位机对所述载荷模拟加载的控制系统中的PLC下发指令进行控制，上位机的控制软件根据实际试验的要求，选择合适的载荷谱并经过处理后对液压加载系统以及激振器系统发出对应的控制命令信号，并将采集到的反馈信息和载荷谱进行比较，进行算法补偿，使得静态载荷加载和动态载荷加载尽可能和实际工况相一致。一种|吴拟工况的数控转台试验台载荷加载控制系统，在所述载荷加载控制系统中，包括用于模拟工件质量静态载荷的液压加载、用于模拟动态载荷的激振系统以及由工控机与PLC组成的控制系统。所述数控转台试验台平台是模拟工况的载荷加载控制系统的作用对象，主要由数控转台的机械本体组成，通过模拟典型工况的加载作用，测试数控转台的动静态关键性能参数。所述模拟静态载荷的液压加载系统主要由电机、变量叶片泵、比例减压阀以及电磁换向阀组成的压力可调可控的液压加载回路，在数控转台机械本体的轴向、径向以及周向上分别安装液压缸，利用液压加载回路产生的高压液压油对数控转台本体三向进行加载，以模拟数控转台在实际切削工况中所承受的静态负载，所述模拟动态载荷的激振系统，主要是按照预先设定的载荷谱，给激振器下发控制指令，产生对应的激振力，通过三个方向激振器的联合作用来模拟数控转台在实际切削过程中所受到的动态力，所述控制系统由工控机为上位机及PLC为下位机组成，上位机对所述控制系统中的PLC下发指令进行控制，以控制所述系统的液压缸及激振器动作。本专利技术的有益效果如下:本专利技术涉及一种用于数控转台的型式试验和模拟试验，可模拟工况的的载荷加载控制系统。该载荷加载控制系统包括用于模拟静态载荷的液压加载系统、用于模拟动态载荷的激振加载系统以及由工控机与PLC组成的控制系统。所述数控转台试验台平台是模拟工况的载荷加载控制系统的作用对象，其主要由数控转台的机械本体组成。所述模拟静态载荷的液压加载系统主要由电机、变量叶片泵、比例减压阀以及电磁换向阀组成的压力可调可控的液压加载回路，在数控转台机械本体的轴向、径向以及周向上分别安装液压缸，利用液压加载回路产生的高压液压油对数控转台本体三向进行静态加载，以模拟数控转台在实际切削工况中所承受的静态负载，所述模拟动态载荷的激振加载系统，从PC机按照预先设定的载荷谱，给激振器下发控制指令，产生对应的激振力，通过三个方向激振联合作用来模拟数控转台在实际切削过程中所受到的动态力，所述控制系统由工控机及PLC组成，上位机对所述控制系统中的PLC进行指令下发控制，以控制所述系统的液压缸及激振器动作。本专利技术的优势为:需进行数控转台性能测试的单位或部门不需要配置具体的机床来进行实际加工切削，只需设置不同切削工况下的载荷谱便可复现不同工况的作用力，模拟工况载荷的实现可以有效减少资源的消耗并降低试验成本。使用本专利技术所述的模拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟工况的数控转台试验台载荷加载控制系统，其特征在于：包括模拟静态载荷的液压加载系统、模拟动态载荷的激振系统和载荷模拟加载的控制系统，所述模拟静态载荷的液压加载统包括电机、变量叶片泵、比例减压阀以及电磁换向阀，并由此组成压力可调可控的液压加载回路；所述模拟动态载荷的激振系统包括功率放大器、高能激振器和压力传感器；所述载荷模拟加载的控制系统包括上位机工控机及PLC下位机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄筱调，洪荣晶，杨春，于春建，张金，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京工大数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：