[发明专利]用于数控机床可靠性测试的电磁加载装置及加载方法

说明书

本发明提供了一种用于数控机床可靠性测试的电磁加载装置及加载方法，该电磁加载装置包括底板、通过电机支座安装于底板上的电机、与电机的电机主轴连接的加载单元以及与加载单元连接的检测单元，加载单元包括负载盘和电磁铁，负载盘与电机主轴的输出端同轴连接，电磁铁安装在所述负载盘的下方，且电磁铁的端面与负载盘的周向壁面之间具有一定的气隙；检测单元包括用于对加载在电机主轴上的载荷进行检测的S型力传感器以及与S型力传感器电连接或信号连接的数据采集单元。本发明利用电磁原理，将负载盘放于电磁铁产生的磁场中形成电磁力，模拟电机主轴实际工况下受到的工作载荷，加载效果好、加载范围宽；加载过程中无摩擦、振动小、控制方便。

技术领域

本发明涉及属于机械设备寿命试验技术领域，特别是涉及一种用于数控机床可靠性测试的电磁加载装置及加载方法。

背景技术

数控机床的发展水平是一国工业发展水平和综合国力的直接体现，数控系统是数控机床核心的部件，被称为机床的“大脑”，其可靠性是制约我国高档数控机床发展的主要因素。由于数控系统及其关键部件驱动单元寿命长、可靠性高的特性，因此，在不改变数控系统故障模式和故障机理的情况下，针对数控系统及其驱动单元的加载和可靠性试验方法开展研究，进行加速寿命试验是必不可少的。但是，加速寿命试验的进一步深入研究面临越来越多的技术难题，包括试验周期太长、寿命数据信息少、试验结果难以及时反馈等一系列问题。

数控系统的寿命试验大多都是在空载下运行，存在试验时间长、数据量少、成本高等问题。为提高试验效率和降低成本，基于加载技术，一般在实验室条件下模拟实际工况，以工况载荷为加速工作应力，对数控系统模拟加载实现加速寿命试验。

对数控系统模拟加载的方法主要有测功机加载、气动加载和负载盘加载等。测功机加载可实现连续平稳、大范围调节加载，具有能量回馈功能，但由于加载装置的能量主要以热能形式散失，不能长时间加载；负载盘加载结构简单、安装方便，但负载调节范围小且难以连续稳定加载；气动加载整体结构简单、使用方便，可同时实现加载测试，但加载扭矩较小、噪声较大。

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有的加载装置结构复杂、载荷范围小、振动大的问题，该目的是通过以下技术方案实现的:

本发明的第一方面提出了一种用于数控机床可靠性测试的电磁加载装置，包括：

底板；

安装于所述底板上的电机，所述电机通过电机支座固定安装在所述底板上；

与所述电机的电机主轴连接的加载单元，所述加载单元包括负载盘和电磁铁，所述负载盘与所述电机主轴的输出端同轴连接，所述电磁铁安装在所述负载盘的下方，且所述电磁铁的磁极端面与所述负载盘的周向壁面之间具有一定的气隙；

与所述加载单元连接的检测单元，所述检测单元包括用于对加载在所述电机主轴上的载荷进行检测的S型力传感器以及与所述S型力传感器电连接或信号连接的数据采集单元。

根据本发明的用于数控机床可靠性测试的电磁加载装置利用电磁原理，将负载盘放于电磁铁产生的磁场中形成电磁力，利用产生的电磁力模拟电机主轴在实际工况下受到的工作载荷，整体结构简单、设计合理、加载精度高、加载范围宽；采用电磁加载，加载过程中无摩擦、振动小、控制方便，能够有效模拟电机主轴在实际工况下的工作载荷。

另外，根据本发明的用于数控机床可靠性测试的电磁加载装置，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述S型力传感器设置在所述加载单元的下方，所述S型力传感器通过传感器垫板安装在所述底板上。