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液压伺服控制系统在起落架测试平台上的应用

发布日期:2020.11.09浏览次数:

位于伊利诺伊州昆西的KNapheide制造公司是北美通用汽车车身市场的领先者,因此,当他们采用制造和测试程序时,业界都会注意到这一点。“在过去,我们会把我们的产品送出去进行测试,以确保它们符合行业认证标准,”KNapheide测试工程师理查德·佩尔纳什(Richard Pelnarsh)说,“但这过去非常昂贵,每次测试可能需要数周时间才能完成,影响了我们满足时间表的能力。”最近,公司一直在自行开发测试系统,缩短测试流程,提高测试定制产品配置的能力。当需要重新创建特定的事件集时,还可以开发自定义测试,该事件集是KNapheide产品将在该领域中经历的。

典型的测试包括对某一物品施加一定的力,如卡车床、舱壁或拖车吊索,以模拟实际使用情况,多次循环使用力,并记录测试结果。如果SAE采用的标准测试协议存在,那么KNapheide测试组将实现该协议。如果没有,则由他们从头开始进行测试。

佩尔纳什说:“大多数安全测试都是为了确保某一特定标准得到满足,例如,有地板负荷标准。”“有一项地板负荷测试,我们必须模拟9000磅重的叉车在卡车地板上移动10,000次。”正在测试的地板(见图1)是用木材制成的,这将在KNapheide生产的标准箱式货车产品中找到。
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该试验台使用RMC151八轴,双回路电液运动控制器,由达美计算机系统公司生产的战斗地面,WA(图2)。在选择Delta RMC时,KNapheide测试小组寻找一种能够实现三种功能的运动控制解决方案:1)灵活性,以便重新配置以测试多种不同类型的具有不同方向和力等级的组件;2)高精度地检测被测试设备对力的响应的微小变化,并确保从周期到周期的可重复性,以及3)记录结果的能力。Pelnarsh说:“RMC的很多有用之处在于一次性测试。”“Delta控制器允许我们非常精确地应用武力和/或位置。”不同的测试平台是由KNapheide团队开发的,能够应用65,000磅到正负5磅的范围内。

在箱式货车试验台上有两个运动轴被控制。运动控制器通过一个比例伺服阀来操作液压系统,该阀通过在车轮上施加向下力的圆柱体进给液压缸。它还控制液压马达来来回移动卡车地板(而不是移动模拟叉车,它更容易移动地板)。在测试过程中,当地板被移动时,向下的力会上升和下降。佩尔纳什说:“使这种应用变得复杂的是,地板的运动和通过车轮施加的力需要精确地协调,因为它们是循环的。”

所述运动控制器直接连接到液压马达上的旋转编码器以跟踪循环次数,以及在液压缸上跟踪叉车轮施加的压力的负载传感器。因为rmc 151是一个多轴控制器,它可以同时同步或时序多达八个运动轴的运动。

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Delta运动控制器由一个叫做RMCTools的软件包支持。包中的工具之一是绘图管理器,它允许测试操作符在测试期间实时查看运动参数值。图3也提供了每个测试周期的文档记录(图3是一个示例)。在图中,蓝色线显示卡车床的位置,因为它是来回移动。黄线显示在车轮上向下施加的目标力,黑线显示负载传感器报告的实际力值。调整运动应用程序的目标是使目标曲线和实际曲线重叠,这意味着目标和实际值之间没有错误。在施加最大力期间,你会看到黑线看上去锯齿状。这是由于车轮在地板下面的结构构件上滚动造成的。

图中的绿色绘图线显示了液压阀的驱动信号,该液压阀操作着在车轮上提供向下力的液压缸。通过精确监测和记录运动参数随时间的推移,可以发现材料,如货车地板,对应力的反应。这样,就可以识别和研究潜在的失效模式,而不会破坏所测试的设备。

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为了简化运动应用程序的调优,Delta的RMCTools环境包含一个称为调优向导的工具,该工具对系统性能进行建模以生成控制环增益建议,以减少目标和实际运动轮廓之间的误差。Pelnarsh说:“我们只花了一周的时间就完成了这个测试台的设置、程序和调整。”“没有RMC,我们不可能做到这一点。”

“底线,我们建立的测试站,我们可以产生相同的结果,在几个小时后,将在现场看到经过多年的使用,”Pelnarsh总结说。总而言之,到目前为止,KNapheide已经使用相同的运动控制硬件开发了200多个测试。测试实验室为KNapheide省下了一笔钱,如果不这样做的话,这笔钱就会花在外部的测试实验室上。


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