CN103604602A - 弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台 - Google Patents

弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台 Download PDF

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龚青山
常治斌
罗敏
刘海
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本发明提出了一种弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,包括电机,电机输出轴与减速器输入轴相连,减速器输出轴与转矩传感器一连接,转矩传感器一输出端与弧面凸轮分度箱输入轴连接,同时弧面凸轮分度箱的输入轴另一端与光电编码器一连接;弧面凸轮分度箱的输出轴一端与转矩传感器二相连,同时弧面凸轮分度箱的输出轴另一端与光电编码器二连接;转矩传感器二的输出端与磁粉制动器相连,所述的磁粉制动器分别通过数据线和电源线与控制箱连接;转矩传感器一、二,光电编码器一、二分别通过数据线与控制箱连接;控制箱与电机连接,控制箱还连接有计算机。该试验台结构简单,操作方便,检测精度高,具有很好的应用价值。

Description

弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台技术领域[0001] 本发明涉及弧面凸轮分度机构测试用设备领域,尤其涉及一种用于弧面凸轮分度 机构动态性能测试的试验台。背景技术[0002] 弧面凸轮分度机构由弧面凸轮及径向放射状均布有滚子的从动盘组成。与传统的 间歇传动机构(如棘轮机构、槽轮机构、不完全齿轮机构等)相比,弧面凸轮分度机构具有传 动速度高、分度精度和动力学性能好、承载能力大、可靠性好等优点,且通过弧面凸轮与从 动盘滚子共轭啮合传动,可实现从动件所需的各种运动规律,是当前较为理想的高速精密 分度机构,已广泛应用于各种自动机械领域,如烟草机械、包装机械、加工中心自动换刀机 械手等。[0003] 与上述优点相比,弧面凸轮分度机构的检测一直都是一个比较薄弱的环节,目前 弧面凸轮分度机构的精度检测主要有两种,即:对弧面凸轮零件本身进行测量和对弧面凸 轮分度机构的输出进行测量。对弧面凸轮零件本身进行测量时难度较大,主要利用三坐标 测量机进行检测,其成本较高,一般厂家考虑到成本问题多不予检测,或者是切削加工完成 后,进行几十个小时的跑合,然后由人工通过对凸轮表面的视觉判断修形后再投入使用,其 势必会影响弧面凸轮分度机构的精度。另一种方法,即对弧面凸轮分度机构的输出进行测 量,相对来说成本较低,但由于精度要求较高,同时由于弧面凸轮分度机构的中心距易发生 改变导致无法使用同一装置进行测量,因此,现阶段还没有一种对弧面凸轮分度机构精度 的检测具有良好效果的装置。发明内容[0004] 为提高弧面凸轮分度机构检测精度,使检测结果准确可靠,本发明提出一种弧面 凸轮分度机构动态性能测试试验台。[0005] 为此,本发明的技术方案为:弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,包括一电 机,其特征在于:电机的输出轴通过一联轴器与一减速器的输入轴相连,所述减速器的输出 轴通过一联轴器与转矩传感器一连接,转矩传感器一的输出端通过一联轴器与弧面凸轮分 度箱的输入轴连接,同时弧面凸轮分度箱的输入轴另一端与光电编码器一连接;所述弧面 凸轮分度箱的输出轴一端通过一联轴器与转矩传感器二相连,同时弧面凸轮分度箱的输出 轴另一端与光电编码器二连接;所述转矩传感器二的输出端通过一联轴器与磁粉制动器相 连,所述的磁粉制动器分别通过一数据线和一电源线与控制箱连接;所述的扭矩传感器一、 扭矩传感器二、光电编码器一及光电编码器二分别通过一数据线与所述控制箱连接;所述 控制箱与所述电机之间分别通过一数据线和一电源线连接,所述控制箱还通过一数据线连 接有一计算机。[0006] 对于上述技术方案的一种改进在于:所述弧面凸轮分度箱由箱体组成,箱体内设 有一从动盘,在从动盘的下方啮合有弧面凸轮;所述弧面凸轮的支撑轴两端伸出箱体外构成所述弧面凸轮分度箱的输入轴两端,所述从动盘的支撑轴两端伸出箱体外构成所述弧面 凸轮分度箱的输出轴两端。[0007] 对于上述技术方案的一种改进在于:所述控制箱内设有一张力控制器和一变频 器;张力控制器与上述磁粉制动器相连,变频器与上述电机相连。[0008] 对于上述技术方案的一种改进在于:所述计算机内设有多功能数据采集卡和PCI 计数卡。[0009] 对于上述技术方案的另一种改进在于:所述电机为变频电机。[0010] 对于上述技术方案的又一种改进在于:所述电机、减速器、转矩传感器一、弧面凸 轮分度箱、转矩传感器二、磁粉制动器固定在一基座上。[0011] 对于上述技术方案的进一步改进在于:为便于安装及实现不同型号产品的快速更 换,所述基座的上表面设有T型槽。[0012] 工作原理:使用时开启电源,启动计算机,通过测控系统控制电机的转速和磁粉制动器的加载值 大小;电机转动将转速传递给减速器,减速器将运动传递到弧面凸轮分度箱的输入轴,使弧 面凸轮带动从动盘运动,将运动输出传递给负载装置-磁粉制动器。变频电机的转速高低 和磁粉制动器加载负载的大小通过测控系统的数据进行控制。在测试工作启动后,所设置 的转矩传感器将弧面凸轮分度箱的输入转矩和输出转矩信息传送给数据采集卡,由计算机 测控系统分析处理,并实时显示;同时所设置的光电编码器将所测得的弧面凸轮分度箱输 入轴和输出轴的数据通过PCI计数卡传给计算测控系统,通过系统分析,即可得到该弧面 凸轮分度机构的动分度精度,同时能够实时显示其速度、加速度和跃度的动态曲线。实验结 束后,通过测控系统使电机停止转动,试验系统停止工作,所采集和测试的数据都保存在计 算机中,便于实时查阅。[0013] 有益效果:本发明,通过计算机系统控制电机的变频调速以及磁粉制动器的加载与制动,实现对 弧面凸轮分度机构的动分度精度、加载后加速、减速运转及噪声与冲击情况进行检测,检测 精度高,操作方便,提高了生产效率。该试验台结构简单,采集数据实时准确,维护方便,精 度高,具有很好的应用价值。附图说明[0014] 图1为本发明的结构示意图;图2为本发明的工作原理图;图3为图1中件6的内部结构示意图。[0015] 图中标号为:1、电机;2、联轴器;3、减速器;4、转矩传感器一 ;5、数据线;6、弧面 凸轮分度箱;7、光电编码器一 ;8、光电编码器二 ;9、转矩传感器二 ;10、磁粉制动器;11、电 源线;12、控制箱;13、计算机;14、基座;15、张力控制器;16、变频器;17、多功能数据采集 卡;18、PCI计数卡;19、箱体;20、从动盘;21、弧面凸轮;22、输出轴;23、输入轴。具体实施方式[0016] 以下结合附图对本发明做进一步说明。[0017] 如图1所示,一种弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,包括电机1,电机I的输 出轴通过一联轴器2与一减速器3的输入轴相连,所述减速器3的输出轴通过一联轴器2 与转矩传感器一 4连接,转矩传感器一 4的输出端通过一联轴器2与弧面凸轮分度箱6的 输入轴连接,同时将弧面凸轮分度箱6的输入轴另一端与光电编码器一 7连接;所述弧面凸 轮分度箱6的输出轴一端通过一联轴器2与转矩传感器二 9相连,同时将弧面凸轮分度箱 6的输出轴另一端与光电编码器二 8连接;将所述转矩传感器二 9的输出端通过一联轴器 2与磁粉制动器10相连,所述的磁粉制动器10分别通过一数据线5和一电源线11与控制 箱12连接;将所述的扭矩传感器一 4、扭矩传感器二 9、光电编码器一 7及光电编码器二 8 分别通过一数据线5与所述控制箱12连接;将所述控制箱12与所述电机I分别用一数据 线5和一电源线11连接起来,所述的控制箱12再通过一数据线5与一计算机13连接。[0018] 如图3所示,所述的弧面凸轮分度箱6由箱体19组成,箱体19内设有一从动盘 20,在从动盘20的下方啮合有一弧面凸轮21 ;所述弧面凸轮21的支撑轴两端伸出到箱体 19的外面构成所述弧面凸轮分度箱的输入轴23的两端,所述从动盘20的支撑轴两端伸出 到箱体19的外面构成所述弧面凸轮分度箱的输出轴22的两端。[0019] 如图2所示,所述的控制箱12内设有一张力控制器15和一变频器16 ;张力控制 器15与上述磁粉制动器10相连,变频器16与上述电机I相连。[0020] 如图2所示,所述的计算机13内部设有多功能数据采集卡17和PCI计数卡18 ; 张力控制器15和变频器16、转矩传感器一 4、转矩传感器二 9通过数据线5与多功能数据 采集卡17连接,由计算机13的测控系统对其进行控制,光电编码器一 7、光电编码器二 8分 别通过数据线5与PCI计数卡18连接,通过计算机13对其进行控制。[0021] 所述的电机I为变频电机,通过计算机13对其进行控制实现变频调速驱动,该电 机调速平滑性好,效率高,调速范围大,精度高。[0022] 如图1所示,为了使工作台稳定,所述的电机1、减速器3、转矩传感器一 4、弧面凸 轮分度箱6、转矩传感器二 9、磁粉制动器10通过螺母固定在基座14上。[0023] 为了便于对上述部件的安装以及实现对不同型号产品的快速更换,所述基座14 的上表面设有T型槽,同时该基座具有减振、隔振功能。[0024] 使用时开启电源,启动计算机,通过测控系统控制电机的转速和磁粉制动器的加 载值大小;电机转动将转矩传递到减速器,减速器将运动传递到弧面凸轮分度箱输入轴,箱 体内的弧面凸轮带动从动盘运动,将运动输出传递给负载装置-磁粉制动器;变频电机的 转速高低和磁粉制动器加载负载的大小通过测控系统数字控制;在测试工作启动后,所设 置的转矩传感器将弧面凸轮分度箱的输入转矩和输出转矩信息传送给数据采集卡,由计算 机测控系统分析处理,并实时显示;同时所设置的光电编码器将所测得弧面凸轮分度箱输 入轴和输出轴的数据通过PCI计数卡传给计算机测控系统,通过分析,便可得到该弧面凸 轮分度机构的动分度精度,并且能够对其速度、加速度和跃度的动态曲线进行实时显示。实 验结束后,通过测控系统使电机停止转动,控制试验系统停止工作,所采集和测试数据都保 存在计算机中,便于实时查阅。[0025] 本发明,通过计算机测控系统控制电机的变频驱动以及磁粉制动器的加载与制 动,实现对弧面凸轮分度机构的动分度精度、加载后加、减速运转及噪声与冲击情况进行检 测,检测精度高,操作方便,便于维护管理,提高了生产效率。该试验台结构简单,采集数据实时准确,维护方便,精度高,具有很好的实用价值。

Claims (7)

1.一种弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,包括一电机,其特征在于:电机的输 出轴通过一联轴器与一减速器的输入轴相连,所述减速器的输出轴通过一联轴器与转矩传 感器一连接,转矩传感器一的输出端通过一联轴器与弧面凸轮分度箱的输入轴连接,同时 弧面凸轮分度箱的输入轴另一端与光电编码器一连接;所述弧面凸轮分度箱的输出轴一端 通过一联轴器与转矩传感器二相连,同时弧面凸轮分度箱的输出轴另一端与光电编码器二 连接;所述转矩传感器二的输出端通过一联轴器与磁粉制动器相连,所述的磁粉制动器分 别通过一数据线和一电源线与控制箱连接;所述的扭矩传感器一、扭矩传感器二、光电编码 器一及光电编码器二分别通过一数据线与所述控制箱连接;所述控制箱与所述电机之间分 别通过一数据线和一电源线连接,所述控制箱还通过一数据线连接有一计算机。
2.根据权利要求1所述的弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,其特征在于:所述 弧面凸轮分度箱由箱体组成,箱体内设有一从动盘,在从动盘的下方啮合有弧面凸轮;所述 弧面凸轮的支撑轴两端伸出箱体外构成所述弧面凸轮分度箱的输入轴两端,所述从动盘的 支撑轴两端伸出箱体外构成所述弧面凸轮分度箱的输出轴两端。
3.根据权利要求1所述的弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,其特征在于:所述 控制箱内设有一张力控制器和一变频器;张力控制器与上述磁粉制动器相连,变频器与上 述电机相连。
4.根据权利要求1所述的弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,其特征在于:所述 计算机内设有多功能数据采集卡和PCI计数卡。
5.根据权利要求1所述的弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,其特征在于:所述 电机为变频电机。
6.根据权利要求1所述的弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,其特征在于:所述 电机、减速器、转矩传感器一、弧面凸轮分度箱、转矩传感器二、磁粉制动器固定在一基座 上。
7.根据权利要求6所述的弧面凸轮分度机构动态性能测试试验台,其特征在于:所述 基座的上表面设有T型槽。
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