實驗室搭建試驗臺采用的是國內(nèi)某知名關(guān)鍵功能部件生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的YP系 列圓盤刀庫自動換刀系統(tǒng)，型號為YP40-24T ,如圖2.1所示。被試圓盤刀庫的主體結(jié)構(gòu)主要包括以下幾個部分：1.刀盤以及刀盤旋轉(zhuǎn)電機;2. 機械手以及機械手旋轉(zhuǎn)電機,；3.刀套垂直與水平氣缸4.刀庫分度裝置，控制刀 盤旋轉(zhuǎn)是一個轉(zhuǎn)位一個轉(zhuǎn)位的旋轉(zhuǎn),，且使旋轉(zhuǎn)過程平滑穩(wěn)健，便于完成后續(xù)刀具 的選擇與定位,。如圖2.2所示,。
如上圖2.9所示，在主干線電路上設(shè)置有空氣開關(guān)QS3,在控制刀盤電機正 反轉(zhuǎn),、機械手電機與控制強電電路的支干線電路上分別設(shè)置有空氣開關(guān)QS2,、 QS1和QS4,起到保護(hù)主干線電路以及支干線電路的作用，同時保證各自的相互 獨立性,，互不干擾,；主干線上的交流接觸器KM1起到控制各個支線路的通斷的 作用，而支干線上的交流接觸器KM2,、KM3以及KM4則分別起到控制機械手 電機,、刀盤正轉(zhuǎn)和刀盤反轉(zhuǎn)的作用；支干線上的熱繼電器FR1,、FR2,、FR3起到 熱保護(hù)支線電路的作用；VC為穩(wěn)壓電源,，為24V電源提供穩(wěn)定的直流電源,。VC 除了最基本的穩(wěn)定電壓功能外，還具有一定的過壓保護(hù),、欠壓保護(hù)以及缺相和短 路過載保護(hù)功能,。
試驗過程中要配備相關(guān)試驗人員進(jìn)行跟蹤試驗，同時查看換刀系統(tǒng)控制 柜是否在安全范圍內(nèi),。同時試驗人員要明確自己的職責(zé)：1) 了解試驗臺操作說 明書以及相關(guān)技術(shù)文件內(nèi)容；2)在試驗過程中試驗臺遇見突發(fā)故障時,，知道如 何處理,，能夠冷靜對待；3)在試驗結(jié)束后,，要明確知道如何記錄試驗數(shù)據(jù),，包 括刀庫運行時間、換刀次數(shù)以及試驗故障等,。在整個試驗過程中要同時配備設(shè)備 維修人員以及故障分析處理人員來協(xié)助試驗人員,，保證試驗的順利進(jìn)行,。
圓盤式刀庫自動換刀系統(tǒng)的可靠性試驗數(shù)據(jù)來源于實驗室可靠性試驗以及 現(xiàn)場加工中心可靠性試驗。根據(jù)不同類型的數(shù)據(jù)采用不同的分析方法,。
函數(shù)以及威布爾概率密度函數(shù)是確定的,，且不含有積分形式，故采用最小二乘法 進(jìn)行參數(shù)估計,，并用線性相關(guān)性系數(shù)進(jìn)行擬合檢驗,，同時通過解析法以及圖形法 來驗證所選模型是否合理，若驗證合理,，加工中心現(xiàn)場故障間隔時間的分布模型 為威布爾分布模型,；若驗證不合理，加工中心現(xiàn)場故障間隔時間的分布模型有可 能是對數(shù)正態(tài)分布或者其他分布,，通過具體分析排除后再次確定分析模型進(jìn)行相 關(guān)計算分析,。
可靠性試驗的大體流程為：首先確定試驗方案，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集,，最后 是數(shù)據(jù)的處理,。依據(jù)可靠性試驗的流程，首先要確定試驗方案,，即試驗將如何進(jìn) 行的一個指導(dǎo)性文件,。再者是可靠性數(shù)據(jù)的收集，與廣義的可靠性數(shù)據(jù)不同,，本 文中的可靠性數(shù)據(jù)是指：一是通過實驗室可靠性試驗得到的試驗數(shù)據(jù),；二是通過 現(xiàn)場可靠性試驗得到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。下文將對實驗室試驗,、現(xiàn)場試驗的方案及可靠 性數(shù)據(jù)的收集過程進(jìn)行研宄,，并對故障的判定技術(shù)進(jìn)行扼要闡述。
如圖2.5所示,，圓盤式刀庫可靠性試驗臺主要由以下七個部分組成：1.控 制柜,，用于實現(xiàn)對自動換刀系統(tǒng)的控制作用，囊括電氣系統(tǒng),、下位機PLC以及 上位機VB控制程序等,；2.地平鐵，作為平面基準(zhǔn)以及橫向?qū)蜃饔?，保證試 驗臺能夠準(zhǔn)確的實現(xiàn)自動換刀,，同時地平鐵材料選擇HT200,具有很好的減震作 用；3,下支撐架,，連接上支架以及地平鐵作用,，且能夠自由調(diào)節(jié)試驗臺位置以 及微調(diào)自動換刀系統(tǒng)位置；4.上支架,，連接下支架以及刀庫主體,，且能夠微調(diào) 上下以及左右相對位置,；5.自動換刀系統(tǒng)，試驗臺主體部分,；6.虛擬主軸,，用 虛擬主軸代替真實主軸完成換刀動作簡單實用；7.虛擬主軸位置調(diào)節(jié)墊板,，在 橫向上自由調(diào)節(jié)虛擬主軸位置以及縱向上微調(diào)虛擬主軸位置,。
啟動與關(guān)閉控制電路的功能：控制整個電路的正常啟動與關(guān)閉，同時具備在 突發(fā)狀況下能夠迅速有效的切掉電源的功能,。整個電路的啟動與關(guān)閉控制電路如 圖2.10所示,。
選擇PLC型號要根據(jù)具體需要的輸入輸出端口數(shù)目以及PLC的存儲容量大 小來選定,，同時也要考慮到通訊協(xié)議模式,，為后面編程做準(zhǔn)備。經(jīng)過統(tǒng)計,，如下 表2.2 PLC輸入接線端口,、2.3 PLC輸出接線端口所示，可以看出,，PLC輸入接 線端口至少需要11個,，輸出接線端口至少需要6個?？偣仓辽傩枰?7個I/O輸 入輸出接點,。
本章設(shè)計并搭建了盤式刀庫可靠性試驗臺。首先設(shè)計了試驗臺的基本結(jié)構(gòu),， 試驗臺主要包括下支架,、上支架以及虛擬主軸等部件，并在這些部件上設(shè)計了微 調(diào)結(jié)構(gòu)以及預(yù)留了傳感器安裝位置,，便于后期對試驗臺的調(diào)試,；其次設(shè)計了電氣 系統(tǒng)，主要包括啟動與開閉控制電路,、三相電機控制電路以,、單相強電控制電路 以及單相弱電控制電路，保證對執(zhí)行機構(gòu)動作的控制,；最后完成對控制程序的設(shè) 計,，主要包括上位機VB程序控制以及下位機PLC程序控制，保證對自動換刀 系統(tǒng)的控制以及數(shù)據(jù)的記錄功能,。