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运动控制用于重型试验台

来源:荣格国际金属加工商情 发布时间:2019-04-17 435
金属加工金属成型机床其他金属材料测量及控制系统模具及冲模表面处理金属切削机床 技术前沿
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Delta Computer Systems 的运动解决方案可在 17,000 磅的试验台上提供精确的多轴控制和同步。

总部位于加利福尼亚州 Anaheim 的 NTS 公司为许多行业提供测试、检测和认证项目,包括航空航天、国防、汽车和消费者市场。NTS 的设计工程师 Jim Birkholz 说:“我们在位于阿拉巴马州 Huntsville 的 125 英亩土地上可以同时进行超过 150 项不 同的测试。”

Huntsville 的工厂使用一些大型的测试系统。例如, 由 NTS 开发的一个测试平台是一个摆动台,重约 17,000 磅,被设计用于测试重达 50,000 磅的海军和航空航天组件。该系统已被用于测试直升机油箱的完整性和测试喷气发动机。

对于许多类型的测试,需要以不同角度来定向测试平台。例如,在测试直升机燃料箱时,制造商想要验证当直升机改变飞行姿态时,所有燃料不会越过燃料箱中的挡板然后在燃料箱的一侧汇集。在直升机油箱中还有 一个通风系统,必须在不同的飞行姿态下进行测试。该摆动台还被用来测试喷气发动机的一个轴承中的油流, 以验证发动机运转时,在所有飞行角度状态下的油流是否足够。

图片由 Delta Computer Systems 提供

灵活的测试平台

16 英尺 x 16 英尺的摆动台安装在离地面约 8 英尺高的位置,悬挂在由液压马达转动的两个大齿轮之间。可以调整台面高度来改变旋转的重心。在直升机油箱测试期间, 工作台在每个方向上 摆动 15°,每分钟摆 动 16 次,呈正弦曲线。

NTS 的喷气发动机客 户则要求将整个测试组件颠倒过来。 NTS 工程师选择液压马达来驱动齿轮, 并且由于已经包含大型液压系统,因此使 用电动马达时只需要安装外部变压器。另 外一个好处是,可以在改变方向时更真实地模拟现实条件,液动装置可以在重载下实现平稳的双向运动。

NTS 摆动台的测试平台离地面 8 英尺高,整个平台重 17,000 磅。(图片由 Delta Computer Systems 提供)

用两个独立的液压马达来移动工作台,每个齿轮操作一边。

“在旋转两个齿轮时,我们希望将它们的位置同步到 ±0.2°,这对于移动中的平台的重量及其速度非常重要,”Birkholz 说,“但最重要的是确保平台的平稳运行, 像钟摆一样来回移动。”

使用Delta Computer Systems的Plot Manager软件制作摆动台运动图。

运动控制器的选择

构建灵活的测试台(如 NTS 摆动台)需要一个易于编程的运动控制器,并可针对不同的测试程序重新编程。在此应用中,控制器必须能够轻松连接安装在齿轮上的旋转编码器和台面上的倾角仪。

当工作台按照编程的运动曲线移动时,运动控制器必须提供精确的多轴控制,以保持两个齿轮的同步运动。过去, NTS 采用了几种同步液压缸或电机的方法,他们发现位置传感器(电位器)很难调整,控制器也难以编程。

。 Delta Computer Systems RMC150可以控制和同步多达8个运动轴。

对于新的多功能摆台试验台,Huntsville 的液压分销商 Flow Dynamics and Automation 公司的工程经理 Jason Woyak 和 Birkholz 谈起了由 Delta Computer Systems 公司制造的 RMC 运动控制器系列。Birkholz 最终为此项目选择了 8 轴 RMC150。

“Delta 控制器在同步气缸时表现出色,”Birkholz 说, “更加意想不到的是,Delta 控制器很容易编程。我可以使 用 Delta RMC150 运动控制器内置的正弦波指令。与其他 运动控制器不同,我不需要用低级机器指令来编程正弦运 动。”

为了避免出现不可靠的电位计读数问题,Woyak 建议 Birkholz 使用直接与运动控制器连接的旋转编码器。

简化调整

除了便于运动编程,Delta 的 RMCTools 支持包还可以简化运动调整步骤。

“RMCTools 内置的 Plot Manager 功能使您可以非常轻松、非常准确地调整系统。”Birkholz 说。

使用 Delta 的 Plot Manager 软件生成的图非常清晰地显示了实际的运动参数值和目标值的时间曲线图。

“你可以从这个图中注意到,电机的实际位置落后于目标位置,但它们彼此之间的轨迹非常接近,”Birkholz 指出,“由于两个齿轮传动链的齿侧间隙,我们无法调得更紧。”

“进行第一次调整时,我们在进行循环运动时会发出一些敲击声,”Woyak 说,“我们对运动程序进行了更新,最 后消除了敲击声。”

“我们在 Delta 控制器方面拥有出色的经验,每当我们进行液压设计时都会使用它们。”Birkholz 总结道。

Delta Computer Systems Inc.

deltamotion.com

 

 

□ 本文译自 Aerospace Manufacturing and Design 杂志

作者:Reid Bollinger,Delta Computer Systems 公司区域销售经理

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