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用于重型试验台的运动控制

Delta Computer Systems的运动解决方案可在17,000磅的摆台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阿纳海姆的NTS公司为许多行业提供测试,检验和认证项目,包括航空航天,国防,汽车和消费者市场。

NTS Huntsville设计工程师Jim Birkholz说:“我们在我们位于阿拉巴马州Huntsville的125英亩土地上同时进行了超过150项不同的测试。”

亨茨维尔工厂使用一些大规模的测试系统。例如,由NTS开发的一个测试台,一个摆动台,重约17,000磅,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。(见图)

对于许多类型的测试,需要以不同角度定向测试平台。例如,在直升机燃料箱测试的情况下,制造商想要验证当直升机改变飞行姿态时,所有燃料不会流过燃料箱中的挡板以在燃料箱的一端汇集。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。已经使用相同的摆动台来测试喷气发动机中的一个轴承中的油流,以验证在发动机运转时其在所有飞行角度中是否足够。

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英尺的地方,悬挂在由液压马达转动的两个大齿轮之间; 桌面高度可调,以改变旋转的重心。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的喷气发动机客户要求能够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,并且由于建筑物已经包含大型液压系统,因此使用电动马达需要安装外部变压器。另外一个好处是,液压油的合规性可以在改变方向时更真实地模拟现实条件,液压执行器可以轻松移动,以产生重载的平稳双向运动。

两个独立的液压马达移动工作台 - 每个工作一个 齿轮

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

 

选择运动控制器

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桌面上的倾角仪。

当工作台移动到编程的运动曲线时,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,经常发现位置传感器(电位器)很难调整,难以调整和保持调整,控制器难以编程。

对于新的多功能摆台试验台,亨茨维尔液压分销商Flow Dynamics and Automation Inc.的工程经理Jason Woyak告诉Birkholz关于RMC运动控制器系列由华盛顿Battle Ground公司制造的Delta计算机系统公司Birkholz选择用于此任务的8轴RMC150(参见第23页)。

“Delta控制器在同步气缸方面表现出色,”Birkholz说。“意想不到的好处是Delta控制器的编程容易。我可以使用Delta RMC150运动控制器的内置正弦波命令。我不需要像你这样的低级机器指令来编程正弦运动需要 和其他运动控制器一起。“

为了避免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支持包还包含简化运动调整的组件。

“RMCTools内置的绘图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软件生成的第22-23页上的图表显示的图表清晰地显示了实际运动参数值如何与目标值相关的时间。

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

“你会从情节中注意到,电机的实际位置落后于目标位置,但它们彼此之间的追踪非常好,”Birkholz指出。“由于两个齿轮系的反弹,我们无法调整得更紧。”

“当我们进行第一次调音时,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,以便在一侧延迟,因此齿轮总是有一点张力,并且敲除了敲击。”

“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我们都会使用它们,”Birkholz总结道。