CN101520062A - 一种用于伺服液压缸的测试系统和测试方法 - Google Patents

一种用于伺服液压缸的测试系统和测试方法 Download PDF

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柏峰
李宇林
沈大乔
刘勋
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Abstract

本发明属于机械工程技术领域，公开了一种用于伺服液压缸的测试系统和测试方法。本发明将液压控制装置分别与被测试伺服液压缸和泵源及蓄能器组连接，搭建完整的液压控制回路，闭环控制器分别与被测试伺服液压缸、液压控制装置和计算机连接，然后被测试伺服液压缸和加载装置连接，构成完整的用于伺服液压缸测试的机械-液压-电气闭环控制系统。本发明操作方便、适用面广，可在设备制造厂及工程生产现场针对不同的伺服液压缸，以清洁度、摩擦特性、阶跃响应时间、滞环等测试指标全面、系统地对被测试伺服液压缸的动静态性能进行判定。

Description

一种用于伺服液压缸的测试系统和测试方法
技术领域
本发明属于机械工程技术领域，公开了一种用于伺服液压缸的测试系统和测试方法。
背景技术
在机械工程技术领域，产品的精度对控制精度要求也越来越高，各种液压伺服控制系统得到了越来越广泛的使用。液压伺服控制系统是典型的闭环高精度调节控制系统，往往是一条生产线产品高质量、高产量的核心保证技术。以机械—液压—电气为主要环节构成的液压伺服控制系统，其特点为机电液紧密结合，控制精度高，但同时调试难度大、故障判断难度大。伺服液压缸做为液压伺服控制系统的执行机构，其动静态品质对系统的综合性能有着很大的影响。因此，准确地测试伺服液压缸并对其动静态性能进行量化的描述，不仅能对装机后的设备综合调试有最直接的参数指导，并有效地缩短调试时间，而且还能通过比较对生产中出现的故障进行准确的判断。目前，尚没有一种对伺服液压缸进行准确、全面且具有可操作性的测试装置和测试方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于伺服液压缸的测试系统和测试方法，旨在解决伺服液压缸的测试和品质描述问题。本发明将液压控制装置分别与被测试伺服液压缸和泵源及蓄能器组连接，搭建完整的液压控制回路，闭环控制器分别与液压控制装置和计算机连接，然后被测试伺服液压缸和加载装置连接，构成完整的用于伺服液压缸测试的机械—液压—电气闭环控制系统。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
将被测试的伺服液压缸与液压控制装置连接，液压控制装置和泵源及蓄能器组连接，搭建成完整的液压控制回路，闭环控制器分别与被测试伺服液压缸、液压控制装置和计算机连接，然后被测试伺服液压缸和加载装置连接，构成完整的机械—液压—电气闭环控制系统。启动泵源及蓄能器组，维持工作压力，通过计算机和闭环控制器选择不同的输入信号，驱动液压控制装置，对被测试的液压缸进行跑合测试、清洁度测试、耐压测试、液压缸摩擦特性测试、阶跃测试和滞环测试。
本发明可以全面、准确地得到被测试的伺服液压缸的动态特性，从而，运用在工程实际中，以测试指标对伺服液压缸的动静态性能进行系统、全面地判定。本发明操作方便、适用面广，可在设备制造厂及工程生产现场针对不同的伺服液压缸，以清洁度、摩擦特性、阶跃响应时间、滞环等测试指标全面、系统地对被测试伺服液压缸的动静态性能进行判定。
附图说明
附图为测试系统构成图
图中，件1为泵源及蓄能器组，件2为液压控制装置，件3为加载装置，件4为闭环控制器，件5为计算机。
泵源及蓄能器组1为测试提供必须的动力源，主要包括电机—泵组，油箱装置，蓄能器组等；液压控制装置2为测试提供动作控制，主要包括伺服阀，压力传感器等；加载装置3主要包括位移传感器及加载装置；闭环控制器4主要包括被测试油缸，位移传感器及加载装置；计算机5提供HMI控制界面，用于测试的各项参数设定，数据采集记录分析等。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
首先将被测试伺服液压缸通过A、B点与液压控制装置2连接，液压控制装置2再与泵源及蓄能器组1连接，搭建成完整的液压控制回路，闭环控制器4分别与被测试伺服液压缸、液压控制装置2和计算机5连接，然后被测试伺服液压缸和加载装置3连接，构成完整的机械—液压—电气闭环控制系统。
在测试系统搭建完成后，启动泵源及蓄能器组1，维持工作压力，通过计算机5和闭环控制器4选择不同的输入信号，驱动液压控制装置2，对被测试的液压缸按顺序进行如下测试：
(a)跑合测试
目的：测试伺服液压缸的开环动作
跑合测试是测试伺服液压缸开环动作正确的试验，同时也是后续测试的前提条件，通过开环输入伺服阀指令信号，使测试液压缸全行程往复运行。此外，也可以做液压缸的特定工作点的跑合测试，通过开环输入伺服阀正弦信号，是液压缸在特定工作点的附近做往复跑合。
(b)清洁度测试
目的：准确测试伺服液压缸的清洁度
跑合测试完成后，进行系统清洁度测试。因为只有通过长时间跑合后测得的系统清洁度才能准确地反应被测试伺服液压缸的清洁度指标。尽管清洁度并不是一个直接的动态指标，但它对伺服阀的正常运行有着非常巨大的影响，因此，对于每一个伺服液压缸，都应进行准确、严格地测试，方能认定合格。
(c)耐压测试
目的：测试伺服液压缸的耐压及密封性能
测试液压系统升压使伺服液压缸一腔达到工作压力，切断伺服液压缸进出油口，连续记录压力衰减情况。
(d)液压缸摩擦特性测试
目的：测试液压缸的启动摩擦特性、运动摩擦特性及标定液压缸行程
液压缸空载状态下，开环增加伺服阀指令至缸移动后保持指令至液压缸极限位置，记录位移/压力反馈信号。以液压缸启动时压力变化测定液压缸启动摩擦特性、以液压缸运动时压力变化测定液压缸的运动摩擦特性，以液压缸两端极限的压力突变位置标定液压缸实际行程。
(e)阶跃测试
目的：测试伺服液压缸时域下特性
通过闭环输入压力/位移阶跃值，测量压力/位移传感器的反馈信号，在超调量小于一定值并且伺服阀不饱和的前提下，其从0点爬升至稳定值90％的上升时间称为阶跃响应时间。同时，测量系统达到稳态后的稳态精度。通过阶跃测试，可准确地测试伺服液压缸的快速性和稳定性。
(f)滞环测试
目的：测试伺服液压缸的滞环特性
闭环加载状态下，测试液压缸置于特定工作点，输入三角波信号，测量压力/位移传感器的反馈信号，将同一位置下的压力值采样绘成图形，取最大差值为液压缸滞环。
综合上述测试结果，可以全面、准确地得到被测试的伺服液压缸的动态特性。从而，在工程实际运用中，能够在设备装机前对伺服液压缸是否合格做出判断；能够在现场机电液综合调试时，提供参数指导，极大地缩短调试时间；能够在生产过程中，准确地对故障进行分析判断，准确地对现有设备的固有动静态特性进行分析判断，从而找到最合理、最节省投资的解决方案。本发明可以全面、准确地得到被测试的伺服液压缸的动态特性，从而，运用在工程实际中，以测试指标对伺服液压缸的动静态性能进行系统、全面地判定。本发明操作方便、适用面广，可在设备制造厂及工程生产现场针对不同的伺服液压缸，以清洁度、摩擦特性、阶跃响应时间、滞环等测试指标全面、系统地对被测试伺服液压缸的动静态性能进行判定。

Claims (2)

1.一种用于伺服液压缸的测试系统，由泵源及蓄能器组(1)、液压控制装置(2)、加载装置(3)、闭环控制器(4)和计算机(5)组成，其特征在于：首先将液压控制装置(2)分别与被测试伺服液压缸和泵源及蓄能器组(1)连接，搭建完整的液压控制回路，闭环控制器(4)分别与被测试伺服液压缸、液压控制装置(2)和计算机(5)连接，然后加载装置(3)和被测试伺服液压缸连接，构成完整的用于伺服液压缸测试的机械—液压—电气闭环控制系统。
2.根据权利要求1所述的测试系统进行的测试方法，其特征在于：启动泵源及蓄能器组(1)，维持工作压力，通过计算机(5)和闭环控制器(4)选择不同的输入信号，驱动液压控制装置(2)，对被测试的液压缸进行跑合测试(a)、清洁度测试(b)、耐压测试(c)、液压缸摩擦特性测试(d)、阶跃测试(e)和滞环测试(f)。
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