CN214010734U - 电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，它包括：控制台、刀架、液压系统、普通刀头加载系统、加载系统底座、动力头加载系统；控制台与刀架、液压系统、普通刀头加载系统中的力传感器、动力头加载系统中的电力测功机、力检测线圈、位移传感器电气连接；控制台控制刀架加载过程，检测载荷加载；普通刀头加载系统和动力头加载系统装设加载系统底座上；刀架、液压系统、加载系统底座装设在地平铁上；动力头加载系统能实现90°动力头加载和180°动力头加载的转换；进行加载施加动态载荷和检测动态载荷情况；通过位移传感器和力检测线圈检测记录施加动态力情况，通过电力测功机得到扭矩施加情况。

Description

电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台

技术领域

本实用新型属于数控机械试验设备及方法技术领域，具体涉及一种电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台。

背景技术

数控刀架作为数控车床的关键功能部件，其故障直接影响到车床的加工精度与工作效率。纵观当前国内外数控刀架的可靠性试验台，大部分都是针对普通切削刀架得可靠性试验装置，少数带单动力头的可靠性试验装置，对于多动力头刀架的可靠性装置很少，且无法同时对多动力头和普通加载头进行可靠性加载。随着市场对多动力头刀架需求量的逐渐增大，多动力头伺服动力刀架可靠性试验装置显得更为重要。在对动力伺服刀架动力头的加载上，由于多动力头刀架的动力头种类多，目前大致分为90°加载和180°加载两种。针对此两种加载方式，目前常用的采用不同测功机进行加载的方式成本高，占用空间大，空间利用率低，且加载方式多需手动转换，操作难度高。

发明内容

本实用新型目的是为了解决现有技术无法对多动力头刀架多个动力头和普通切削头同时进行可靠性试验；现有的刀架动力头加载装置对动力头加载成本过大且空间利用率低且只能施加扭矩，载荷模拟效果差等上述问题，而提供了一种电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台及方法；

它包括：控制台1、刀架2、液压系统3、普通刀头加载系统4、加载系统底座5、动力头加载系统6；

所述的控制台1上设有信号连接端，信号连接端分别与刀架2、液压系统3、普通刀头加载系统4中的力传感器413、动力头加载系统6中的电力测功机65、力检测线圈612、位移传感器614电气连接；通过控制台1控制刀架加载过程，检测载荷加载；

所述的普通刀头加载系统4和动力头加载系统6装设加载系统底座5上；刀架2、液压系统3、加载系统底座5装设在地平铁7上。

所述的刀架2包括：刀盘21、动力伺服刀架22、刀架底座23；刀盘21上设有多个刀头安装槽，各个刀头安装槽安装固定不同的加工刀具；刀盘21位于动力伺服刀架22上，动力伺服刀架22通过其U形连接槽221固定在刀架底座23上；刀架底座23锁固在地平铁7上。

所述的加工刀具包括：90°动力头211、衔铁212、180°动力头213、普通刀头214；90°动力头211、衔铁212、180°动力头213和普通刀头214固定在刀头安装槽中。

所述的普通刀头加载系统4包括：压电加载部、旋转槽42、旋转台43、普通刀头加载底座44；

普通刀头加载底座44上的一端设有旋转槽42；旋转台43装设在旋转槽42中；压电加载部装设在旋转台43；旋转台43通过普通刀头加载底座44上的旋转槽42旋转；普通刀头加载底座44下部设有T形螺母441；刀头加载底座44通过T形螺母与加载系统底座5连接；液压系统的输出端与刀架2和液压缸414相连，控制刀架转位和普通刀头加载，液压系统的输入端与控制柜相连。

所述压电加载部包括：压电陶瓷加载杆411、压电陶瓷加载杆保持架412、力传感器413、液压缸414；压电陶瓷加载杆411通过压电陶瓷加载杆保持架412保持加载位置，压电陶瓷加载杆411与力传感器413固连；压电陶瓷加载杆保持架412一端固连在力传感器413上；力传感器413一端固连在液压缸414。

所述的加载系统底座5为圆环状；加载系统底座5上两条同心环状的T形槽51，普通刀头加载系统4上设有的T形螺母441可锁固固定在T形槽51中。

所述的动力头加载系统6包括测功机转盘61、测功机下底座62、测功机上底座63、电磁式激振器64、电力测功机65、测功机转盘齿轮环66；

测功机转盘61为圆环状，圆环状测功机转盘61设在加载系统底座5上；电磁式激振器64、力测功机65装设测功机上底座63上；测功机上底座63安装在测功机下底座62上；测功机上底座63丝杠结构驱动电磁式激振器64、电力测功机65平向滑动；

测功机下底座62通过旋转环618与测功机转盘61相连，测功机下底座62通过旋转环618在测功机转盘61上实现90°动力头和180°动力头加载转换；

所述的电磁式激振器64由励磁线圈底座611、力检测线圈612、铁心613、位移传感器614组成；励磁线圈底座611中包含两组励磁线圈分别缠绕铁心613的两头上，位于励磁线圈底座611内；铁心613在励磁线圈底座611内，两头位于励磁线圈底座611上，铁心613衔铁212配合为刀架动力头施加高频动载荷；力检测线圈612缠绕铁心613的两头上，位于励磁线圈底座611上方，用以检测通过电磁式激振器64加载的载荷；

所述的位移传感器614位于励磁线圈底座611上，固连于铁心613两头中间；用以检测衔铁212外表面的位移变化；

所述的动力头加载系统6通过旋转环618安装在测功机转盘61上，通过电机610带动动力头加载系统在测功机转盘61转动，实现90°动力头和180°动力头加载转换，通过电力测功机65和电磁式激振器64进行动力头扭矩和高频载荷加载。

电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试方法，主要包括：伺服动力刀架转位试验、伺服动力刀架普通刀头加载试验、伺服动力刀架90°加载试验和伺服动力刀架180°加载试验，方法步骤如下：

第一步：动力伺服刀架的转位试验；

1）保持试验温度恒定在23℃，将电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台放置在试验环境中超过8小时；

2）确保普通刀头加载系统4、动力头加载系统6、处于分离状态；

3）确保液压系统3处于正常工作状态；

4）在控制台1上选择伺服动力刀架转位试验；

5）在控制台1上设置转位程序：程序参照转位试验谱，包含转位方向、转位顺序、转位总时间、转为频率；

6）控制台1启动转位试验程序并开始计时；

7）试验结束后自动将转位时间、转位频率、转位试验谱及故障数据记录到控制台1中的数据分析平台上进行可靠性分析；

第二步：伺服动力刀架普通刀头加载试验

1）保持试验温度恒定在23℃，将电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台放置在试验环境中超过8小时；

2）确保普通刀头加载系统4、动力头加载系统6、处于分离状态；

3）确保液压系统3处于正常工作状态；

4）通过T形槽51确定好普通刀头加载系统在加载系统底座5上的位置，螺栓锁紧后，通过转动旋转台43修改加载角度，确定好加载角度后螺栓锁紧;

5)控制台1上选择伺服动力刀架普通刀头加载试验；

6)控制台1发送指令，液压缸414前移使得压电陶瓷加载杆411加载刀普通刀头25上，通过力传感器413反馈力值，达到预定基力后液压缸停止加载;

7)在控制台1上输入伺服动力刀架普通头加载程序：加载波形、加载频率、加载时间，其中加载波形包括直线波、梯形波、正弦波、三角波、方波和随机波；

8)控制台1启动程序并开始计时；

9)试验结束后控制台1发出指令，液压缸414带动压电陶瓷加载杆411后撤，结束普通刀头加载，同时自动将加载波形、加载频率、加载时间、故障数据反馈给控制台1上的数据分析平台进行可靠性分析；

第三步：伺服动力刀架90°动力头加载试验；

1)保持试验温度恒定在23℃，将电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台放置在试验环境中超过8小时；

2)确保普通刀头加载系统4、动力头加载系统6、处于分离状态；

3)确保液压系统3处于正常工作状态；

4)控制台1发出指令，电机610转动带动动力头加载部分转动至90°动力头加载位置;

5)控制台1上选择伺服动力刀架90°动力头加载试验；

6)控制台1继续发出指令，电机615转动，带动动力头加载部分前移至预装在电力测功机65上的联轴器67与90°动力头211啮合后停止;

7)在控制台1上输入伺服动力刀架动力头加载程序，程序包括：扭矩大小、转速大小、动态力加载波形、动态力加载频率、加载时间，其中加载波形包括直线波、梯形波、正弦波、三角波、方波和随机波；

8)控制台1启动程序并开始计时；

9)90°动力头211加载试验结束后，控制台1发出指令控制刀架2、电力测功机65和电磁式激振器64停止工作，后控制电机615转动，通过丝杠螺母副带动动力头加载部分后撤至非工作位置，同时自动将扭矩大小、转速大小、动态力加载波形、动态力加载频率、加载时间、故障数据反馈给控制台1上的数据分析平台进行可靠性分析；

第四步：伺服动力刀架180°动力头加载试验；

1)保持试验温度恒定在23℃，将电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台放置在试验环境中超过8小时；

2)确保普通刀头加载系统4、动力头加载系统6、处于分离状态；

3)确保液压系统3处于正常工作状态；

4)控制台1发出指令，电机610转动带动动力头加载部分转动至180°动力头加载位置;

5)控制台1上选择伺服动力刀架180°动力头加载试验；

6)控制台1继续发出指令，电机615转动，带动动力头加载部分前移至预装在电力测功机65上的联轴器67与180°动力头213啮合后停止;

7)在控制台1上输入伺服动力刀架动力头加载程序，程序包括：扭矩大小、转速大小、动态力加载波形、动态力加载频率、加载时间,其中加载波形包括直线波、梯形波、正弦波、三角波、方波和随机波；

8)控制台1启动程序并开始计时；

9)180°动力头213加载试验结束后，控制台1发出指令控制刀架2、电力测功机65和电磁式激振器64停止工作，后控制电机615转动，通过丝杠螺母副带动动力头加载部分后撤至非工作位置，同时自动将扭矩大小、转速大小、动态力加载波形、动态力加载频率、加载时间、故障数据反馈给控制台1上的数据分析平台进行可靠性分析。

电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试方法采用的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台。

本实用新型提出了电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，它包括：控制台1、刀架2、液压系统3、普通刀头加载系统4、加载系统底座5、动力头加载系统6；控制台1与刀架2、液压系统3、普通刀头加载系统4中的力传感器413、动力头加载系统6中的电力测功机65、力检测线圈612、位移传感器614电气连接；控制台1控制刀架加载过程，检测载荷加载；普通刀头加载系统4和动力头加载系统6装设加载系统底座5上；刀架2、液压系统3、加载系统底座5装设在地平铁7上；动力头加载系统能实现90°动力头加载和180°动力头加载的转换；进行加载施加动态载荷和检测动态载荷情况；通过位移传感器和力检测线圈检测记录施加动态力情况，通过电力测功机得到扭矩施加情况。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型提出的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台及方法解决了目前没有关于多动力头伺服动力刀架可靠性加载测试平台及方法的缺陷；

2.本实用新型提出的加载方案同时包括普通刀头加载方案和动力头加载方案，加载方案齐全，且加载方式灵活，普通刀头加载具有加载位置和加载角度灵活可调的优点，动力头加载方案采用一套加载装置同时实现90°动力头和180°动力头同时加载，既节省了空间也节约了成本，同时通过转动装置使得该测试平台可调性强和自动化程度高；

3.本实用新型提出的普通刀头加载方案采用压电陶瓷加载和液压缸联合的方式，解决了液压加载动态力频率不够和压电陶瓷加载可调位移太小的问题，能够提供更加符合实际的切削载荷；

4.本实用新型提出的动力头加载方案采用电机带动在转盘上的方案可动整个动力头加载部分转动，实现90°加载和180°加载只用一套加载系统就可以实现，不仅节省了一套动力头加载系统的成本，而且使得可靠性试验台结构更为紧凑，节省了加载空间；

5.本实用新型提出的对于动力头的加载采用了测功机扭矩加载和电磁式激振器共同施加载荷的方式，与传统测功机加载的方式相比，本实用新型提出的方案不仅施加了转矩同时施加了高频动态载荷，本加载方案更加符合动力头实际加工载荷。

附图说明

图1为本实用新型所述电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台整体结构图；

图2为本实用新型所述的刀架轴侧图；

图3为本实用新型所述的普通刀头加载系统轴侧图；

图4为本实用新型所述的动力头加载系统轴侧图；

图5为本实用新型所述的动力头加载系统爆炸图；

图6为本实用新型所述的电磁式激振器轴侧图；

图7为本实用新型所述的测功机下底座正面轴测图；

图8为本实用新型所述的测功机下底座背面轴测图；

图9为本实用新型所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试方法中转位试验和普通刀加载试验方法流程图；

图10为本实用新型所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试方法中90°动力头和180°动力头加载试验方法流程图；

图中：1．控制台，2．刀架，3．液压系统，4．普通刀头加载系统，5．加载系统底座，6．动力头加载系统，7．地平铁，21．刀盘，211.90°动力头，212．衔铁， 213．180°动力头，215．普通刀头，22．动力伺服刀架，221. U形连接槽，23．刀架底座，411．压电陶瓷加载杆，412．电陶瓷加载杆保持架，413．力传感器，414．液压缸，42．旋转槽，43．旋转台，44．普通刀头加载底座，51．T形槽，61．测功机转盘，62．测功机下底座，63．测功机上底座，64．电磁式激振器，65．电力测功机，66．测功机转盘齿轮环，67．联轴器，68．电机齿轮，69．电机连接板，610．电机，611．励磁线圈底座，612．力检测线圈，613．铁心，614．位移传感器，615．电机，616．丝杠，617．丝杠基座，618．旋转环。

具体实施方式

本实用新型所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，具体地说，涉及一种可以同时对包含普通切削刀头、90°加载动力头和180°加载动力头的伺服动力刀架实现转位、对其普通刀头进行动态力加载、对其动力头进行扭矩及高频动态力加载的可靠性测试平台同时还提供了一套完整的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试方法。

结合附图说明如下：

实施例1电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台

电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，它包括：控制台1、刀架2、液压系统3、普通刀头加载系统4、加载系统底座5、动力头加载系统6；

所述的控制台1上设有信号连接端，信号连接端分别与刀架2、液压系统3、普通刀头加载系统4中的力传感器413、动力头加载系统6中的电力测功机65、力检测线圈612、位移传感器614电气连接；通过控制台1控制刀架加载过程，检测载荷加载；

所述的普通刀头加载系统4和动力头加载系统6装设加载系统底座5上；刀架2、液压系统3、加载系统底座5装设在地平铁7上；

所述的控制台1内包含计算机、显示器以及控制所需的部件，实现对整个多动力头伺服动力刀架可靠性系统进行运动控制、数据显示、参数记录等功能；

所述的刀架2包括：刀盘21、动力伺服刀架22、刀架底座23；

所述的刀盘21位于动力伺服刀架22上，动力伺服刀架22通过其U形连接槽221固定在刀架底座23上；刀架底座23锁固在地平铁7上；

刀盘21上设有多个刀头安装槽，各个刀头安装槽安装固定不同的加工刀具；

加工刀具包括：90°动力头211、衔铁212、180°动力头213、普通刀头214；分别固定在刀头安装槽中；刀头安装槽可根据不同加工需求，放置不同刀具；

所述的衔铁212位于90°动力头上固定连接，衔铁212与电磁式激振器64共同为刀架动力头进行高频加载；

所述的普通刀头加载系统4包括：压电加载部、旋转槽42、旋转台43、普通刀头加载底座44；

普通刀头加载底座44上的一端设有旋转槽42；旋转台43装设在旋转槽42中；压电加载部装设在旋转台43；

压电加载部包括：压电陶瓷加载杆411、压电陶瓷加载杆保持架412、力传感器413、液压缸414；

所述的压电陶瓷加载杆411通过压电陶瓷加载杆保持架412保持加载位置，压电陶瓷加载杆411与力传感器413固连，用以施加高频动态载荷；

所述的压电陶瓷加载杆保持架412一端固连在力传感器413固连上，另外一端通过孔保持压电陶瓷加载杆411位置，起支撑作用；

所述的力传感器413一端固连在液压缸414加载头上，另外一端固连压电陶瓷加载杆411和压电陶瓷加载杆保持架412，用以检测并传递普通刀头的动态载荷；

所述的液压缸414一端与旋转台43螺栓连接，另外一端连接力传感器413，用以给压电陶瓷加载杆411改变位置和施加静态力；

所述的旋转台43通过普通刀头加载底座44上的旋转槽42旋转，改变普通刀头切削载荷加载角度；

所述的普通刀头加载底座44下部设有T形螺母441；刀头加载底座44通过T形螺母与加载系统底座5连接固定；

所述的液压系统的输出端与刀架2和液压缸414相连，控制刀架转位和普通刀头加载，液压系统的输入端与控制柜相连；

所述的加载系统底座5为120°圆环状；加载系统底座5上设有两条同心的T形槽51，T形槽51为环状，普通刀头加载系统4上的T形螺母441可锁固固定在T形槽51中；

普通刀头加载底座44通过T形槽511滑动改变位置；确定位置后锁紧固定；实现普通刀头加载系统4可以通过旋转台43改变加载角度，通过液压缸414和压电陶瓷加载杆411对普通刀头214进行高频载荷加载；

所述的动力头加载系统6包括测功机转盘61、测功机下底座62、测功机上底座63、电磁式激振器64、电力测功机65、测功机转盘齿轮环66、联轴器67、电机齿轮68、电机连接板69、电机610、励磁线圈底座611、力检测线圈612、铁心613、位移传感器614、电机615、丝杠616、丝杠基座617、旋转环618；

所述的动力头加载系统6包括：测功机转盘611、测功机上底座62、测功机下底座63、电磁式激振器64、电力测功机65、测功机转盘齿轮环66、联轴器67、电机齿轮68、电机连接板69、电机610、励磁线圈底座611、力检测线圈612、铁心613、位移传感器614、电机615、丝杠616、丝杠基座617、旋转环618；

所述的测功机转盘61为120°圆环状，测功机转盘61上分布有两个环状T形环，其中外圈大T形环最外边下沿为齿轮槽，两T形环其他边均为光面；测功机转盘61上内外圈分布分布有2个光空，位置与加载系统底座5上光孔对应，用以螺栓连接固定用；

所述的电力测功机65安装在测功机上底座63上，通过螺栓连接，为刀架动力头施加扭矩载荷；

所述的电磁式激振器64安装在测功机上底座63上，为刀架动力头施加高频动态载荷；

所述的测功机上底座63安装在测功机下底座62上，测功机上底座63丝杠结构驱动测功机下底座62上滑动，即由电机615、丝杠616螺母副提供动力，测功机上底座63上安装由螺母和丝杠616配合；

所述的测功机下底座62上端面安装有电机615、丝杠616、丝杠基座617，电机615提供动力带动丝杠616旋转，通过丝杠螺母副带动测功机上底座63和其上的电磁式激振器64、电力测功机65平向滑动，实现动力头加载灵活性；

所述的测功机下底座62下端面安装有6个旋转环618，前端4个，后端2个，测功机下底座62通过旋转环618与测功机转盘61相连，通过旋转环618在测功机转盘61上转动，带动整个动力头加载部分实现90°动力头和180°动力头加载转换；

所述的电机610和电机齿轮68键连接，电机齿轮68与测功机转盘齿轮环66上的齿轮啮合；

所述的电机连接板69上半面通过螺栓连接与测功机下底座62连接，下半面通过螺栓连接与电机610连接，起支撑连接作用；

所述的电机610通过电机齿轮68与测功机转盘齿轮环66相连，并通过

电机连接板69与测功机下底座62相连，由电机610提供动力带动动力头加载部分在测功机转盘61上转动，实现整个动力头加载部分90°动力头和180°动力头加载转换；

所述的测功机转盘齿轮环66上有两个环小环和测功机转盘齿轮环66，通过两环与动力头加载部分连接，通过测功机转盘齿轮环66的齿轮槽与电机相连，测功机转盘齿轮环66下面与加载系统底座5通过螺栓连接；

技术方案中所述的电磁式激振器64由励磁线圈底座611、力检测线圈612、铁心613、位移传感器614组成；

所述的励磁线圈底座611中包含两组励磁线圈分别缠绕铁心613的两头上，位于励磁线圈底座611内；

所述的铁心613为U形，大部分在励磁线圈底座611内，两头位于励磁线圈底座611上，两头部成环形凹槽，与衔铁212配合为刀架动力头施加高频动载荷；

所述的力检测线圈612缠绕铁心613的两头上，位于励磁线圈底座611上方，用以检测通过电磁式激振器64加载的载荷；

所述的位移传感器614位于励磁线圈底座611上，固连于铁心613两头中间；用以检测衔铁212外表面的位移变化；

所述的动力头加载系统6通过旋转环618安装在测功机转盘61上，通过电机610带动动力头加载系统在测功机转盘61转动，实现90°动力头和180°动力头加载转换，通过电力测功机65和电磁式激振器64进行动力头扭矩和高频载荷加载；

实施例2电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试方法

参阅图9、图10电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试方法主要包括伺服动力刀架转位试验、伺服动力刀架普通刀头加载试验、伺服动力刀架90°加载试验和伺服动力刀架180°加载试验，方法步骤如下：

1. 动力伺服刀架的转位试验；

1）保持试验温度恒定在23℃，将电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台放置在试验环境中超过8小时；

2）确保普通刀头加载系统4、动力头加载系统6、处于分离状态；

3）确保液压系统3处于正常工作状态；

4）在控制台1上选择伺服动力刀架转位试验；

5）在控制台1上设置转位程序：程序参照转位试验谱，包含转位方向、转位顺序、转位总时间、转为频率；

6）控制台1启动转位试验程序并开始计时；

7）试验结束后自动将转位时间、转位频率、转位试验谱及故障数据记录到控制台1中的数据分析平台上进行可靠性分析；

2.伺服动力刀架普通刀头加载试验

1）保持试验温度恒定在23℃，将电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台放置在试验环境中超过8小时；

2）确保普通刀头加载系统4、动力头加载系统6、处于分离状态；

3）确保液压系统3处于正常工作状态；

4）通过T形槽51确定好普通刀头加载系统在加载系统底座5上的位置，螺栓锁紧后，通过转动旋转台43修改加载角度，确定好加载角度后螺栓锁紧;

5)控制台1上选择伺服动力刀架普通刀头加载试验；

6)控制台1发送指令，液压缸414前移使得压电陶瓷加载杆411加载刀普通刀头25上，通过力传感器413反馈力值，达到预定基力后液压缸停止加载;

7)在控制台1上输入伺服动力刀架普通头加载程序：加载波形、加载频率、加载时间，其中加载波形包括直线波、梯形波、正弦波、三角波、方波和随机波；

8)控制台1启动程序并开始计时；

9)试验结束后控制台1发出指令，液压缸414带动压电陶瓷加载杆411后撤，结束普通刀头加载，同时自动将加载波形、加载频率、加载时间、故障数据反馈给控制台1上的数据分析平台进行可靠性分析；

3.伺服动力刀架90°动力头加载试验；

1)保持试验温度恒定在23℃，将电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台放置在试验环境中超过8小时；

2)确保普通刀头加载系统4、动力头加载系统6、处于分离状态；

3)确保液压系统3处于正常工作状态；

4)控制台1发出指令，电机610转动带动动力头加载部分转动至90°动力头加载位置;

5)控制台1上选择伺服动力刀架90°动力头加载试验；

6)控制台1继续发出指令，电机615转动，带动动力头加载部分前移至预装在电力测功机65上的联轴器67与90°动力头211啮合后停止;

7)在控制台1上输入伺服动力刀架动力头加载程序，程序包括：扭矩大小、转速大小、动态力加载波形、动态力加载频率、加载时间，其中加载波形包括直线波、梯形波、正弦波、三角波、方波和随机波；

8)控制台1启动程序并开始计时；

9)90°动力头211加载试验结束后，控制台1发出指令控制刀架2、电力测功机65和电磁式激振器64停止工作，后控制电机615转动，通过丝杠螺母副带动动力头加载部分后撤至非工作位置，同时自动将扭矩大小、转速大小、动态力加载波形、动态力加载频率、加载时间、故障数据反馈给控制台1上的数据分析平台进行可靠性分析；

4.伺服动力刀架180°动力头加载试验；

1)保持试验温度恒定在23℃，将试验台放置在试验环境中超过8小时；

2)确保普通刀头加载系统4、动力头加载系统6、处于分离状态；

3)确保液压系统3处于正常工作状态；

4)控制台1发出指令，电机610转动带动动力头加载部分转动至180°动力头加载位置；

5)控制台1上选择伺服动力刀架180°动力头加载试验；

6)控制台1继续发出指令，电机615转动，带动动力头加载部分前移至预装在电力测功机65上的联轴器67与180°动力头213啮合后停止;

7)在控制台1上输入伺服动力刀架动力头加载程序，程序包括：扭矩大小、转速大小、动态力加载波形、动态力加载频率、加载时间,其中加载波形包括直线波、梯形波、正弦波、三角波、方波和随机波；

8)控制台1启动程序并开始计时；

9)180°动力头213加载试验结束后，控制台1发出指令控制刀架2、电力测功机65和电磁式激振器64停止工作，后控制电机615转动，通过丝杠螺母副带动动力头加载部分后撤至非工作位置，同时自动将扭矩大小、转速大小、动态力加载波形、动态力加载频率、加载时间、故障数据反馈给控制台1上的数据分析平台进行可靠性分析。

Claims (8)

1.电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，其特征在于，它包括：控制台（1）、刀架（2）、液压系统（3）、普通刀头加载系统（4）、加载系统底座（5）、动力头加载系统（6）；

所述的控制台（1）上设有信号连接端，信号连接端分别与刀架（2）、液压系统（3）、普通刀头加载系统（4）中的力传感器（413）、动力头加载系统（6）中的电力测功机（65）、力检测线圈（612）、位移传感器（614）电气连接；控制台（1）控制刀架加载过程，检测载荷加载；

所述的普通刀头加载系统（4）和动力头加载系统（6）装设加载系统底座（5）上；刀架（2）、液压系统（3）、加载系统底座（5）装设在地平铁（7）上。

2.根据权利要求1所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，其特征在于：所述的刀架（2）包括：刀盘（21）、动力伺服刀架（22)、刀架底座（23）；刀盘（21）上设有多个刀头安装槽，各个刀头安装槽安装固定不同的加工刀具；刀盘（21）位于动力伺服刀架（22)上，动力伺服刀架（22)通过其U形连接槽（221）固定在刀架底座（23）上；刀架底座（23）锁固在地平铁（7）上。

3.根据权利要求2所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，其特征在于：所述的加工刀具包括：90°动力头（211）、衔铁（212）、180°动力头（213）、普通刀头（214）；90°动力头（211）、衔铁（212）、180°动力头（213）和普通刀头（214）固定在刀头安装槽中。

4.根据权利要求1所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，其特征在于：所述的普通刀头加载系统（4）包括：压电加载部、旋转槽（42）、旋转台（43）、普通刀头加载底座（44）；

普通刀头加载底座（44）上的一端设有旋转槽（42）；旋转台（43）装设在旋转槽（42）中；压电加载部装设在旋转台（43）；旋转台（43）通过普通刀头加载底座（44）上的旋转槽（42）旋转；普通刀头加载底座（44）下部设有T形螺母（441）；刀头加载底座（44）通过T形螺母与加载系统底座（5）连接；液压系统的输出端与刀架（2）和液压缸（414）相连，控制刀架转位和普通刀头加载，液压系统的输入端与控制柜相连。

5.根据权利要求4所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，其特征在于：所述压电加载部包括：压电陶瓷加载杆（411）、压电陶瓷加载杆保持架（412）、力传感器（413）、液压缸（414）；压电陶瓷加载杆（411）通过压电陶瓷加载杆保持架（412）保持加载位置，压电陶瓷加载杆（411）与力传感器（413）固连；压电陶瓷加载杆保持架（412）一端固连在力传感器（413）上；力传感器（413）一端固连在液压缸（414）。

6.根据权利要求3或者5所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，其特征在于：所述的加载系统底座（5）为圆环状；加载系统底座（5）上两条同心环状的T形槽（51），普通刀头加载系统（4）上设有的T形螺母（441）可锁固固定在T形槽（51）中。

7.根据权利要求6所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，其特征在于：所述的动力头加载系统（6）包括测功机转盘（61）、测功机下底座（62）、测功机上底座（63）、电磁式激振器（64）、电力测功机（65）、测功机转盘齿轮环（66）；

测功机转盘（61）为圆环状，圆环状测功机转盘（61）设在加载系统底座（5）上；电磁式激振器（64）、电力测功机（65）装设测功机上底座（63）上；测功机上底座（63）安装在测功机下底座（62）上；测功机上底座（63）丝杠结构驱动电磁式激振器（64）、电力测功机（65）平向滑动；

测功机下底座（62）通过旋转环（618）与测功机转盘（61）相连，测功机下底座（62）通过旋转环（618）在测功机转盘（61）上实现90°动力头和180°动力头加载转换。

8.根据权利要求7所述的电液磁混合加载的伺服动力刀架可靠性测试平台，其特征在于：所述的电磁式激振器（64）由励磁线圈底座（611）、力检测线圈（612）、铁心（613）、位移传感器（614）组成；励磁线圈底座（611）中包含两组励磁线圈分别缠绕铁心（613）的两头上，位于励磁线圈底座（611）内；铁心（613）在励磁线圈底座（611）内，两头位于励磁线圈底座（611）上，铁心（613）衔铁（212）配合为刀架动力头施加高频动载荷；力检测线圈（612）缠绕铁心（613）的两头上，位于励磁线圈底座（611）上方，用以检测通过电磁式激振器（64）加载的载荷；

所述的位移传感器（614）位于励磁线圈底座（611）上，固连于铁心（613）两头中间；用以检测衔铁（212）外表面的位移变化；

所述的动力头加载系统（6）通过旋转环（618）安装在测功机转盘（61）上，通过电机（610）带动动力头加载系统在测功机转盘（61）转动，实现90°动力头和180°动力头加载转换，通过电力测功机（65）和电磁式激振器（64）进行动力头扭矩和高频载荷加载。

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