一種數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性試驗(yàn)裝置，該裝置可以模擬數(shù)控磨床的各種不同工況，變頻器驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，周向加載裝置施加不同的周向載荷，徑向加載裝置施加不同的徑向載荷，記錄運(yùn)行過程中的故障數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)來計(jì)算、評(píng)價(jià)數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性水平。本發(fā)明適用于數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性試驗(yàn)，在數(shù)控磨床的可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，用來評(píng)價(jià)砂輪主軸的可靠性水平，具有較好的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置，屬于精密制造技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控磨床廣泛應(yīng)用在機(jī)械加工制造業(yè)中，利用數(shù)控程序控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)砂輪磨削軸類、平面、曲面等。數(shù)控磨床通常為精密零件加工的最后一道工序，所以數(shù)控磨床性能的好壞和可靠性的高低對(duì)零件加工的精度和加工的效率有著重要的影響。
[0003]無論是軸類數(shù)控磨床，還是平面數(shù)控磨床和曲面數(shù)控磨床均包含有砂輪主軸，砂輪主軸的主要作用是帶動(dòng)砂輪做高速旋轉(zhuǎn)，由于砂輪主軸直接驅(qū)動(dòng)砂輪，而砂輪又直接與工件接觸，所以砂輪主軸可靠性的高低對(duì)加工零件的精度有直接的影響。在數(shù)控磨床運(yùn)行過程中砂輪主軸存在著徑向跳動(dòng)、軸向串動(dòng)、軸承溫升過高等問題，一旦出現(xiàn)這些問題，力口工出的零件很可能是廢品，嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致主軸抱死等事故。
[0004]為了提高數(shù)控磨床的可靠性，通常需要采集數(shù)控磨床的故障數(shù)據(jù)，然后計(jì)算數(shù)控磨床的平均無故障時(shí)間。在設(shè)計(jì)數(shù)控磨床時(shí)，為了提高數(shù)控磨床整機(jī)的可靠性，需要選擇可靠性高的零部件，而要想了解零部件的可靠性水平，必須進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。
[0005]數(shù)控磨床的砂輪主軸是數(shù)控磨床的主要部件之一，要想提升砂輪主軸的可靠性，需要對(duì)砂輪主軸進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。砂輪主軸在運(yùn)行過程中的轉(zhuǎn)速不同、周向載荷不同、徑向載荷也不同，所以試驗(yàn)裝置必須能夠模擬這些不同的工作情況，暴露數(shù)控磨床砂輪主軸運(yùn)行中的故障，為評(píng)估數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性提供數(shù)據(jù)。
[0006]目前數(shù)控磨床在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)砂輪主軸的試驗(yàn)主要是空載情況下的平衡試驗(yàn)，而很少進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，導(dǎo)致數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)很少，設(shè)計(jì)人員無法把握數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性水平。
[0007]針對(duì)以上所述，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置可以模擬數(shù)控磨床的各種不同的工況，砂輪主軸以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)、周向載荷和徑向載荷可以根據(jù)需要進(jìn)行變化，可編程控制器和觸摸屏保存運(yùn)行過程中的故障數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)來計(jì)算、評(píng)價(jià)數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性試驗(yàn)裝置，該裝置可以模擬數(shù)控磨床的各種不同的工況，變頻器驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，周向加載裝置施加不同的周向載荷，徑向加載裝置施加不同的徑向載荷，記錄運(yùn)行過程中的故障數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)來計(jì)算、評(píng)價(jià)數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性水平。砂輪主軸包括砂輪主軸、主軸電機(jī)、軸承,對(duì)砂輪主軸進(jìn)行可靠性試驗(yàn)其實(shí)主要是針對(duì)砂輪主軸、主軸電機(jī)和軸承進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，由于砂輪主軸在實(shí)際工作中的工作條件是未知的、隨機(jī)的，為了模擬這種隨機(jī)的工況，所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置能夠模擬這種隨機(jī)工作條件。[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括周向加載裝置、徑向加載裝置和電氣控制系統(tǒng)；試驗(yàn)方法包括數(shù)據(jù)采集和處理方法。
[0010]該試驗(yàn)裝置的周向加載裝置包括軸承a、轉(zhuǎn)子、定子、軸承b、聯(lián)軸器a、軸承端蓋、軸承座、軸承C、砂輪主軸、軸承d、同步帶輪a、同步帶、主軸電機(jī)、同步帶輪b、軸承e ;砂輪主軸由軸承c和軸承d支撐，砂輪主軸一端安裝有同步帶輪a，主軸電機(jī)的輸出軸上安裝有同步帶輪b,同步帶裝在同步帶輪a和同步帶輪b上；砂輪主軸的另一端通過聯(lián)軸器a與轉(zhuǎn)子相連，轉(zhuǎn)子為籠形結(jié)構(gòu)；定子通過軸承a和軸承b安裝在轉(zhuǎn)子上；砂輪主軸與轉(zhuǎn)子連接端裝有軸承e,軸承e安裝在軸承座中,軸承e —端有軸承端蓋。
[0011]該試驗(yàn)裝置的徑向加載裝置包括軌道板、頂塊、彈簧、滑塊、絲杠、聯(lián)軸器b、伺服電機(jī)、底座、導(dǎo)桿、支撐板a、支撐板b、電機(jī)支撐板；軸承座安裝在導(dǎo)軌板中，軸承座可以在導(dǎo)軌板內(nèi)沿導(dǎo)軌滑動(dòng)；軸承座的一側(cè)與頂塊接觸，頂塊與彈簧一端相連，彈簧的另一端與滑塊相連，滑塊頂部設(shè)有螺紋孔，絲杠通過該螺紋孔與滑塊相嚙合，滑塊底端設(shè)有通孔，導(dǎo)桿通過該通孔可實(shí)現(xiàn)自由滑動(dòng)，導(dǎo)桿和絲杠均安裝在支撐板a和支撐板b上；絲杠通過聯(lián)軸器與伺服電機(jī)相連；伺服電機(jī)由電機(jī)支撐板支撐；支撐板a、支撐板b、電機(jī)支撐板均安裝在底座上。
[0012]該試驗(yàn)裝置的電氣控制系統(tǒng)包括位移傳感器a、位移傳感器b、溫度傳感器、限位行程開關(guān)a、限位行程開關(guān)b、原點(diǎn)行程開關(guān)、伺服驅(qū)動(dòng)器、可編程控制器、交流接觸器a、交流接觸器b、交流接觸器c、綠色指示燈、紅色指示燈、觸摸屏、變頻器a、變頻器b、啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、復(fù)位按鈕、緊急停止按鈕；位移傳感器a、位移傳感器b、溫度傳感器、限位行程開關(guān)a、限位行程開關(guān)b、原點(diǎn)行程開關(guān)連接在可編程控制器的輸入端，交流接觸器a、交流接觸器b、交流接觸器c39、綠色指示燈、紅色指示燈連接在可編程控制器的輸出端，伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器a、變頻器b連接在可編程控制器的輸出端，觸摸屏通過通信電纜與可編程控制器的通信口相連。
[0013]為了更好的模擬砂輪主軸的實(shí)際工作情況，在可編程控制器內(nèi)部存儲(chǔ)了多種主軸轉(zhuǎn)速信號(hào)、變頻器b輸出電壓信號(hào)和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角信號(hào)，按下啟動(dòng)按鈕后，可編程控制器控制砂輪主軸依次以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)、變頻器b依次輸出不同的電壓、伺服電機(jī)依次轉(zhuǎn)動(dòng)不同的角度，以達(dá)到本試驗(yàn)裝置的目的。
[0014]本發(fā)明具有的有益效果是:
[0015]1、本發(fā)明所述的試驗(yàn)裝置可以模擬數(shù)控磨床砂輪主軸的工作條件，記錄數(shù)控磨床砂輪主軸的故障數(shù)據(jù)，從而計(jì)算和評(píng)價(jià)數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性水平。
[0016]2、本發(fā)明所述的試驗(yàn)裝置可以根據(jù)不同數(shù)控磨床的砂輪主軸進(jìn)行試驗(yàn)，只需要根據(jù)砂輪主軸的功率選擇合適的變頻器即可，而且在按下啟動(dòng)按鈕后，系統(tǒng)自動(dòng)按照預(yù)定的速度和載荷運(yùn)行，中間無需人為操作，在出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)記錄故障數(shù)據(jù)。
[0017]本發(fā)明適用于數(shù)控磨床砂輪主軸的可靠性試驗(yàn)，在數(shù)控磨床的可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，用來評(píng)價(jià)砂輪主軸的可靠性水平，具有較好的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置的周向加載裝置原理圖。[0019]圖2是數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置的徑向加載裝置原理圖。
[0020]圖3是數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置的電氣控制原理圖。
[0021]圖4是數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置的砂輪主軸轉(zhuǎn)速曲線圖。
[0022]圖5是數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置的變頻器輸出電壓曲線圖。
[0023]圖6是數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置的伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角曲線圖。
[0024]圖中:1、軸承a，2、轉(zhuǎn)子，3、定子，4、軸承b，5、聯(lián)軸器a，6、軸承端蓋，7、軸承座，8、位移傳感器a，9、軸承C，10、砂輪主軸，11、軸承d，12、位移傳感器a，13、同步帶輪a，14、同步帶，15、主軸電機(jī)，16、同步帶輪b，17、溫度傳感器，18、軸承e，19、軌道板，20、頂塊，21、彈簧，22、限位行程開關(guān)a，23、滑塊，24、原點(diǎn)行程開關(guān)，25、限位行程開關(guān)b，26、絲杠，27、聯(lián)軸器b，28、伺服電機(jī)，29、底座，30、導(dǎo)桿，31、支撐板a，32、支撐板b，33、電機(jī)支撐板，34、交流接觸器觸點(diǎn)a，35、伺服驅(qū)動(dòng)器，36、可編程控制器，37、交流接觸器a，38、交流接觸器b，39、交流接觸器c，40、綠色指示燈，41、紅色指示燈，42、觸摸屏，43、變頻器a，44、交流接觸器觸點(diǎn)b，45、變頻器b，46、交流接觸器觸點(diǎn)c，47、啟動(dòng)按鈕，48、停止按鈕，49、復(fù)位按鈕，50、緊急停止按鈕。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0026]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置及實(shí)施方法，該試驗(yàn)裝置包括周向加載裝置、徑向加載裝置和電氣控制系統(tǒng)；試驗(yàn)方法包括數(shù)據(jù)采集和處理方法。
[0027]如圖1-3所示，該試驗(yàn)裝置的周向加載裝置包括軸承al、轉(zhuǎn)子2、定子3、軸承b4，聯(lián)軸器a5、軸承端蓋6、軸承座7、軸承c9、砂輪主軸10、軸承dll、同步帶輪al3、同步帶14、主軸電機(jī)15、同步帶輪bl6、軸承el8 ;砂輪主軸10由軸承c9和軸承dll支撐，砂輪主軸10一端安裝有同步帶輪al3，主軸電機(jī)15的輸出軸上安裝有同步帶輪bl6，同步帶14裝在同步帶輪al3和同步帶輪bl6上；砂輪主軸10的另一端通過聯(lián)軸器a5與轉(zhuǎn)子2相連,轉(zhuǎn)子2為籠形結(jié)構(gòu)；定子3通過軸承al和軸承b4安裝在轉(zhuǎn)子2上；砂輪主軸10與轉(zhuǎn)子2連接端裝有軸承el8，軸承el8安裝在軸承座7中，軸承el8 —端有軸承端蓋6。
[0028]該試驗(yàn)裝置的徑向加載裝置包括軌道板19、頂塊20、彈簧21、滑塊23、絲杠26、聯(lián)軸器b27、伺服電機(jī)28、底座29、導(dǎo)桿30、支撐板a31、支撐板b32、電機(jī)支撐板33 ;軸承座7安裝在導(dǎo)軌板19中，軸承座7可以在導(dǎo)軌板19內(nèi)沿導(dǎo)軌滑動(dòng)；軸承座7的一側(cè)與頂塊20接觸，頂塊20與彈簧21 —端相連，彈簧21的另一端與滑塊23相連，滑塊23 —側(cè)設(shè)有螺紋孔，絲杠26通過該螺紋孔與滑塊23相嚙合，滑塊23另一側(cè)設(shè)有通孔，導(dǎo)桿30通過該通孔可實(shí)現(xiàn)自由滑動(dòng)，導(dǎo)桿30和絲杠26均安裝在支撐板a31和支撐板b32上；絲杠26通過聯(lián)軸器27與伺服電機(jī)28相連；伺服電機(jī)28由電機(jī)支撐板33支撐；支撐板a31、支撐板b32、電機(jī)支撐板33均安裝在底座29上。
[0029]該試驗(yàn)裝置的電氣控制系統(tǒng)包括位移傳感器a8、位移傳感器bl2、溫度傳感器17、限位行程開關(guān)a22、限位行程開關(guān)b25、原點(diǎn)行程開關(guān)24、伺服驅(qū)動(dòng)器35、可編程控制器36、交流接觸器a37、交流接觸器b38、交流接觸器c39、綠色指示燈40、紅色指示燈41、觸摸屏42、變頻器a43、變頻器b45、啟動(dòng)按鈕47、停止按鈕48、復(fù)位按鈕49、緊急停止按鈕50 ;位移傳感器a8、位移傳感器bl2、溫度傳感器17、限位行程開關(guān)a22、限位行程開關(guān)b25、原點(diǎn)行程開關(guān)24連接在可編程控制器36的輸入端，交流接觸器a37、交流接觸器b38、交流接觸器c39、綠色指示燈40、紅色指示燈41連接在可編程控制器36的輸出端，伺服驅(qū)動(dòng)器35、變頻器a43、變頻器b45連接在可編程控制器36的輸出端，觸摸屏42通過通信電纜與可編程控制器36的通信口相連。
[0030]如圖4-6所示，系統(tǒng)通電后，如果滑塊23不在原點(diǎn)行程開關(guān)24處，按下復(fù)位按鈕49，可編程控制器36控制交流接觸器a37得電，交流接觸器觸點(diǎn)a34接通，伺服驅(qū)動(dòng)器35通電；可編程控制器36向伺服驅(qū)動(dòng)器35發(fā)送反向信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器35控制伺服電機(jī)28反轉(zhuǎn)，滑塊23沿導(dǎo)桿30運(yùn)動(dòng)，碰到原點(diǎn)行程開關(guān)24時(shí)停止。
[0031]按下啟動(dòng)按鈕47，可編程控制器36控制交流接觸器b38得電，交流接觸器觸點(diǎn)b44接通，變 頻器a43通電；可編程控制器36向變頻器a43發(fā)送轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，變頻器a43控制主軸電機(jī)15以Ii1的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；可編程控制器36控制交流接觸器c39得電，交流接觸器觸點(diǎn)c46接通，變頻器b45通電；可編程控制器36向變頻器b45發(fā)送信號(hào)，變頻器b45輸出U1的電壓給定子3，定子3施加給轉(zhuǎn)子2 —定的周向轉(zhuǎn)矩，相當(dāng)于給砂輪主軸10施加一定的周向載荷；可編程控制器36控制交流接觸器a37得電，交流接觸器觸點(diǎn)a34接通，伺服驅(qū)動(dòng)器35通電；可編程控制器36向伺服驅(qū)動(dòng)器35發(fā)送正向信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器35控制伺服電機(jī)28正轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)28正轉(zhuǎn)的角度為Θ i，滑塊23沿導(dǎo)桿30移動(dòng)，彈簧21被壓縮，形成對(duì)砂輪主軸10的徑向加載；運(yùn)行一段時(shí)間后，可編程控制器36控制變頻器a43和變頻器b45停止，砂輪主軸10停止運(yùn)轉(zhuǎn)，停止施加周向載荷；可編程控制器36控制伺服電機(jī)28反轉(zhuǎn)，滑塊23沿導(dǎo)桿30移動(dòng)到原位置時(shí)停止，一個(gè)循環(huán)結(jié)束。
[0032]停止一段時(shí)間后，可編程控制器30控制主軸電機(jī)15以n2的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器45輸出U2的電壓，伺服電機(jī)28轉(zhuǎn)動(dòng)Θ 2的角度；運(yùn)行一段時(shí)間后停止；按照同樣的規(guī)律，即主軸電機(jī)15的轉(zhuǎn)速依次為叫、n2、n3、n4、n5，變頻器45輸出的電壓依次為U1^U2, U3、U4、U5、U6,U7，伺服電機(jī)28的輸出轉(zhuǎn)角依次為Θ P Θ 2、Θ 3，一直循環(huán)；之所以將主軸電機(jī)15、變頻器b45輸出電壓和伺服電機(jī)28的轉(zhuǎn)角的數(shù)量均設(shè)置為質(zhì)數(shù)，是為了得到更多的轉(zhuǎn)速、電壓和轉(zhuǎn)角的組合，更加貼近實(shí)際地模擬砂輪主軸的工作時(shí)的情況。
[0033]一旦在運(yùn)行過程中可編程控制器36計(jì)算出的徑向跳動(dòng)、軸向串動(dòng)、軸承溫升超過允許值時(shí)，可編程控制器36立即控制主軸電機(jī)15停止運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器b45停止輸出電壓，伺服電機(jī)28驅(qū)動(dòng)滑塊回到原點(diǎn)。同時(shí)可編程控制器36向觸摸屏42發(fā)送信號(hào)，觸摸屏42記錄故障的時(shí)間和類型，等試驗(yàn)結(jié)束后，可以統(tǒng)計(jì)觸摸屏42上的故障，來計(jì)算和評(píng)估砂輪主軸的可靠性水平。
[0034]在運(yùn)行過程中按下停止按鈕48，可編程控制器36控制主軸電機(jī)15減速停止運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器b45停止輸出電壓，伺服電機(jī)28驅(qū)動(dòng)滑塊23回到原點(diǎn)后停止。
[0035]在運(yùn)行過程中按下緊急停止按鈕50，可編程控制器36控制主軸電機(jī)15立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器b45停止輸出電壓，伺服電機(jī)28保持不動(dòng)；緊急情況解除后，可以按復(fù)位按鈕49，伺服電機(jī)28驅(qū)動(dòng)滑塊23回到原點(diǎn)后停止。
[0036]觸摸屏42可以控制試驗(yàn)裝置的運(yùn)行和顯示試驗(yàn)裝置的工作狀態(tài)，在觸摸屏42上設(shè)計(jì)有啟動(dòng)按鈕47、停止按鈕48、復(fù)位按鈕49、緊急停止按鈕50，這些按鈕的作用同數(shù)控磨床的控制按鈕是相同的；在觸摸屏42上設(shè)計(jì)有綠色指示燈40和紅色指示燈41，其狀態(tài)顯示同數(shù)控磨床指示燈相同；當(dāng)試驗(yàn)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，觸摸屏42可以顯示故障類型、故障時(shí)間，并保存在觸摸屏上，試驗(yàn)結(jié)束后，可以統(tǒng)計(jì)故障數(shù)據(jù)，作為計(jì)算、評(píng)價(jià)數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性的依據(jù)。
[0037]以上所述【具體實(shí)施方式】用來解釋說明本發(fā)明，而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制。在本發(fā)明的設(shè)計(jì)思想和權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出任何修改或改變，均應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于:該試驗(yàn)裝置包括周向加載裝置、徑向加載裝置和電氣控制系統(tǒng)； 該試驗(yàn)裝置的周向加載裝置包括軸承a (I)、轉(zhuǎn)子(2)、定子(3)、軸承b (4)、聯(lián)軸器a(5)、軸承端蓋(6)、軸承座(7)、軸承c (9)、砂輪主軸(10)、軸承d (11)、同步帶輪a (13)、同步帶(14)、主軸電機(jī)(15)、同步帶輪b (16)、軸承e (18);砂輪主軸(10)由軸承c (9)和軸承d (11)支撐，砂輪主軸(10) —端安裝有同步帶輪al3，主軸電機(jī)(15)的輸出軸上安裝有同步帶輪b (16),同步帶(14)裝在同步帶輪a (13)和同步帶輪b (16)上；砂輪主軸(10)的另一端通過聯(lián)軸器a (5)與轉(zhuǎn)子(2)相連，轉(zhuǎn)子(2)為籠形結(jié)構(gòu)；定子(3)通過軸承a (I)和軸承b (4)安裝在轉(zhuǎn)子(2)上；砂輪主軸(10)與轉(zhuǎn)子(2)連接端裝有軸承e (18)，軸承e (18)安裝在軸承座(7)中，軸承e (18) —端有軸承端蓋(6); 該試驗(yàn)裝置的徑向加載裝置包括軌道板(19)、頂塊(20)、彈簧(21)、滑塊(23)、絲杠 (26)、聯(lián)軸器b (27)、伺服電機(jī)(28)、底座(29)、導(dǎo)桿(30)、支撐板a (31)、支撐板b (32)、電機(jī)支撐板(33);軸承座(7)安裝在導(dǎo)軌板(19)中，軸承座(7)可以在導(dǎo)軌板(19)內(nèi)沿導(dǎo)軌滑動(dòng)；軸承座(7)的一側(cè)與頂塊(20)接觸，頂塊(20)與彈簧(21) —端相連，彈簧(21)的另一端與滑塊(23)相連，滑塊(23)—側(cè)螺紋孔，絲杠(26)通過該螺紋孔與滑塊(23)相嚙合，滑塊(23)另一側(cè)設(shè)有通孔，導(dǎo)桿(30)通過該通孔可實(shí)現(xiàn)自由滑動(dòng)，導(dǎo)桿(30)和絲杠(26)均安裝在支撐板a (31)和支撐板b (32)上；絲杠(26)通過聯(lián)軸器(27)與伺服電機(jī)(28)相連；伺服電機(jī)(28)由電機(jī)支撐板(33)支撐；支撐板a (31)、支撐板b (32)、電機(jī)支撐板(33)均安裝在底座(29)上； 該試驗(yàn)裝置的電氣控制系統(tǒng)包括位移傳感器a (8)、位移傳感器b (12)、溫度傳感器(17)、限位行程開關(guān)a (22)、限位行程開關(guān)b (25)、原點(diǎn)行程開關(guān)(24)、伺服驅(qū)動(dòng)器(35)、可編程控制器(36)、交流接觸器a (37)、交流接觸器b (38)、交流接觸器c (39)、綠色指示燈(40 )、紅色指示燈(41)、觸摸屏(42 )、變頻器a (43 )、變頻器b (45 )、啟動(dòng)按鈕(47 )、停止按鈕(48)、復(fù)位按鈕(49)、緊急停止按鈕(50);位移傳感器a (8)、位移傳感器b (12)、溫度傳感器(17)、限位行程開關(guān)a (22)、限位行程開關(guān)b (25)、原點(diǎn)行程開關(guān)(24)連接在可編程控制器(36)的輸入端，交流接觸器a (37)、交流接觸器b (38)、交流接觸器c (39)、綠色指示燈(40)、紅色指示燈(41)連接在可編程控制器(36)的輸出端，伺服驅(qū)動(dòng)器(35)、變頻器a (43)、變頻器b (45)連接在可編程控制器(36)的輸出端，觸摸屏(42)通過通信電纜與可編程控制器(36)的通信口相連；觸摸屏(42)可以控制試驗(yàn)裝置的運(yùn)行和顯示試驗(yàn)裝置的工作狀態(tài)，在觸摸屏(42)上設(shè)計(jì)有啟動(dòng)按鈕(47)、停止按鈕(48)、復(fù)位按鈕(49)、緊急停止按鈕(50)，這些按鈕的作用同數(shù)控磨床的控制按鈕是相同的；在觸摸屏(42)上設(shè)計(jì)有綠色指示燈(40)和紅色指示燈(41)，其狀態(tài)顯示同數(shù)控磨床指示燈相同；當(dāng)試驗(yàn)裝置出現(xiàn)故障時(shí)，觸摸屏(42)可以顯示故障類型、故障時(shí)間，并保存在觸摸屏上，試驗(yàn)結(jié)束后，可以統(tǒng)計(jì)故障數(shù)據(jù)，作為計(jì)算、評(píng)價(jià)數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性的依據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于:該系統(tǒng)通電后，若滑塊(23)不在原點(diǎn)行程開關(guān)(24)處，按下復(fù)位按鈕(49)，可編程控制器(36)控制交流接觸器a (37)得電，交流接觸器觸點(diǎn)a (34)接通，伺服驅(qū)動(dòng)器(35)通電；可編程控制器(36)向伺服驅(qū)動(dòng)器(35)發(fā)送反向信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器(35)控制伺服電機(jī)(28)反轉(zhuǎn)，滑塊(23)沿導(dǎo)桿(30)運(yùn)動(dòng)，碰到原點(diǎn)行程開關(guān)(24)時(shí)停止；按下啟動(dòng)按鈕(47)，可編程控制器(36)控制交流接觸器b (38)得電，交流接觸器觸Ab (44)接通，變頻器a (43)通電；可編程控制器(36)向變頻器a (43)發(fā)送轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)，變頻器a (43)控制主軸電機(jī)(15)以Ii1的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；可編程控制器(36)控制交流接觸器c(39)得電，交流接觸器觸點(diǎn)c (46)接通，變頻器b (45)通電；可編程控制器(36)向變頻器b (45)發(fā)送信號(hào)，變頻器b (45)輸出Ul的電壓給定子(3)，定子(3)施加給轉(zhuǎn)子(2)—定的周向轉(zhuǎn)矩，相當(dāng)于給砂輪主軸(10)施加一定的周向載荷；可編程控制器(36)控制交流接觸器a (37)得電，交流接觸器觸點(diǎn)a (34)接通，伺服驅(qū)動(dòng)器(35)通電；可編程控制器(36)向伺服驅(qū)動(dòng)器(35)發(fā)送正向信號(hào)，伺服驅(qū)動(dòng)器(35)控制伺服電機(jī)(28)正轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)(28)正轉(zhuǎn)的角度為Q1，滑塊(23)沿導(dǎo)桿(30)移動(dòng)，彈簧(21)被壓縮，形成對(duì)砂輪主軸(10)的徑向加載；運(yùn)行一段時(shí)間后，可編程控制器(36)控制變頻器a (43)和變頻器b (45)停止，砂輪主軸(10)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，停止施加周向載荷；可編程控制器(36)控制伺服電機(jī)(28)反轉(zhuǎn)，滑塊(23)沿導(dǎo)桿(30)移動(dòng)到原位置時(shí)停止，一個(gè)循環(huán)結(jié)束； 停止一段時(shí)間后，可編程控制器(30 )控制主軸電機(jī)(15 )以n2的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器(45 )輸出U2的電壓,伺服電機(jī)(28)轉(zhuǎn)動(dòng)Θ 2的角度；運(yùn)行一段時(shí)間后停止；按照同樣的規(guī)律，一直循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)控磨床砂輪主軸可靠性試驗(yàn)裝置，其特征在于:一旦在運(yùn)行過程中可編程控制器(36)計(jì)算出的徑向跳動(dòng)、軸向串動(dòng)、軸承溫升超過允許值時(shí)，可編程控制器(36)立即控制主軸電機(jī)(15)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器b (45)停止輸出電壓，伺服電機(jī)(28)驅(qū)動(dòng)滑塊回到原點(diǎn)；同時(shí)可編程控制器(36)向觸摸屏(42)發(fā)送信號(hào)，觸摸屏(42)記錄故障的時(shí)間和類型，等試驗(yàn)結(jié)束后，可以統(tǒng)計(jì)觸摸屏(42)上的故障，來計(jì)算和評(píng)估砂輪主軸的可靠性水平； 在運(yùn)行過程中按 下停止按鈕(48)，可編程控制器(36)控制主軸電機(jī)(15)減速停止運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器b (45)停止輸出電壓，伺服電機(jī)(28)驅(qū)動(dòng)滑塊(23)回到原點(diǎn)后停止； 在運(yùn)行過程中按下緊急停止按鈕(50)，可編程控制器(36)控制主軸電機(jī)(15)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器b (45)停止輸出電壓，伺服電機(jī)(28)保持不動(dòng)；緊急情況解除后，可以按復(fù)位按鈕(49 )，伺服電機(jī)(28 )驅(qū)動(dòng)滑塊(23 )回到原點(diǎn)后停止。
【文檔編號(hào)】G01M13/04GK103743567SQ201410020648
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】范晉偉, 劉勇軍, 陳東菊, 王波, 苗偉, 唐宇航, 穆東輝 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)