[發(fā)明專利]一種數(shù)控磨床頭架可靠性試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410020627.3
• 申請(qǐng)日: 2014-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103759960A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范晉偉;劉勇軍;陳東菊;王波;穆東輝;王澤立;周中源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M99/00
• 分類號(hào): G01M99/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用來(lái)評(píng)價(jià)數(shù)控磨床頭架可靠性的試驗(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)

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，在磨削凸輪軸、曲軸時(shí)，磨床頭架還需帶動(dòng)凸輪軸或曲軸與砂輪進(jìn)給保持聯(lián)動(dòng)。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。

數(shù)控軸類磨削機(jī)床、數(shù)控凸輪軸磨床和數(shù)控曲軸磨床等機(jī)床均包括頭架，頭架的主要作用是和尾架配合夾持工件并帶動(dòng)工件轉(zhuǎn)動(dòng)。在數(shù)控磨床運(yùn)行過(guò)程中頭架存在著夾持工件不穩(wěn)、帶動(dòng)零件的轉(zhuǎn)速滯后于頂尖的轉(zhuǎn)速、頭架的頂尖與尾架的尾尖不同心等問(wèn)題。

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(wú)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)。

數(shù)控磨床的頭架是數(shù)控磨床的重要部件之一，要想提升頭架的可靠性，需要對(duì)頭架進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。頭架在運(yùn)行過(guò)程中的速度不同、夾持的工件長(zhǎng)度也不同，夾持工件旋轉(zhuǎn)的時(shí)間也不相同，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)控磨床頭架運(yùn)行中的故障，為評(píng)估數(shù)控磨床頭架的可靠性提供數(shù)據(jù)。

目前數(shù)控磨床在設(shè)計(jì)時(shí)很少對(duì)頭架進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，一是缺乏試驗(yàn)裝置，二是缺乏零部件可靠性設(shè)計(jì)的思想，而且生產(chǎn)頭架的企業(yè)也很少進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，導(dǎo)致數(shù)控磨床頭架的可靠性基礎(chǔ)數(shù)據(jù)很少，設(shè)計(jì)人員無(wú)法把握數(shù)控磨床頭架的可靠性水平。

針對(duì)以上所述，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的數(shù)控磨床頭架可靠性試驗(yàn)裝置可以模擬數(shù)控磨床的各種不同的工況，頭架以不同的速度、驅(qū)動(dòng)工件運(yùn)行不同的時(shí)間，記錄運(yùn)行過(guò)程中的故障數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算、評(píng)價(jià)數(shù)控磨床頭架的可靠性水平。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)控磨床頭架的可靠性試驗(yàn)裝置，該裝置可以模擬數(shù)控磨床頭架的各種不同的工況，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)頭架以不同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)不同的時(shí)間，記錄運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的故障數(shù)據(jù)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算、評(píng)價(jià)數(shù)控磨床頭架的可靠性水平。對(duì)數(shù)控磨床頭架進(jìn)行可靠性試驗(yàn)其實(shí)主要是針對(duì)頂尖夾持工件的可靠性和所夾持工件的轉(zhuǎn)速的遲滯性進(jìn)行可靠性試驗(yàn)，由于頭架在實(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)的工作條件。

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)控磨床頭架可靠性試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置包括機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)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、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)頂尖轉(zhuǎn)動(dòng)速度和運(yùn)行時(shí)間的控制方法。

該試驗(yàn)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括底座、頭架、頂尖，試件、齒輪a、緊定螺釘a、尾尖、尾架、滑塊a、導(dǎo)軌a、導(dǎo)軌b、轉(zhuǎn)軸、軸承端蓋、軸承、滑塊b、齒輪b、緊定螺釘b、聯(lián)軸器；頭架安裝在底座上，頭架上的頂尖和尾架上的尾尖中間安裝有試件，試件與尾尖接觸的一端安裝有齒輪a，齒輪a通過(guò)緊定螺釘a固定在試件上；尾架安裝在滑塊a上，滑塊a可以在導(dǎo)軌a上滑動(dòng)，導(dǎo)軌a安裝在底座上；在試件的一側(cè)底座上安裝有導(dǎo)軌b，導(dǎo)軌b上安裝有滑塊b；滑塊b中間設(shè)有通孔，通孔內(nèi)安裝有軸承，軸承與轉(zhuǎn)軸配合，軸承一端設(shè)有軸承端蓋；轉(zhuǎn)軸上安裝有齒輪b，齒輪b通過(guò)緊定螺釘b固定在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸的右端通過(guò)聯(lián)軸器與編碼器連接；

該試驗(yàn)裝置的電氣控制系統(tǒng)包括伺服電機(jī)、位移傳感器、編碼器、交流接觸器觸點(diǎn)、伺服驅(qū)動(dòng)器、可編程控制器、交流接觸器、綠色指示燈、紅色指示燈、觸摸屏、啟動(dòng)按鈕、停止按鈕、緊急停止按鈕；伺服電機(jī)通過(guò)同步帶驅(qū)動(dòng)頂尖轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電機(jī)與伺服驅(qū)動(dòng)器相連接，伺服驅(qū)動(dòng)器的電源線上連接有交流接觸器觸點(diǎn)，伺服驅(qū)動(dòng)器的控制端連接到可編程控制器，各位移傳感器分別安裝在試件的兩端和中間位置，并與試件保持一定的距離，位移傳感器的信號(hào)線連接到可編程控制器的輸入端，啟動(dòng)按鈕、停止按鈕和緊急停止按鈕連接在可編程控制器的輸入端，編碼器的信號(hào)線連接到可編程控制器的輸入端，交流接觸器、綠色指示燈和紅色指示燈連接到可編程控制器的輸出端，觸摸屏通過(guò)信號(hào)線與可編程控制器的通信口連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。

1、本發(fā)明所述的試驗(yàn)裝置可以模擬數(shù)控磨床頭架的工作條件，記錄數(shù)控磨床頭架的故障數(shù)據(jù)，從而計(jì)算和評(píng)價(jià)數(shù)控磨床頭架的可靠性水平。