运动控制用于重型试验台

寂静回声

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，包括航空航夭、国防、汽车和消费者币场。冈丁S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。



灵活的测试平台

16英尺x16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。在直升机油箱测试斯间，工作台在每个方向上摆动150，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，并且由于已经包合大型液压系统，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买现平稳的双向运动。

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士0.20，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。”



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。

对于新的多功能摆台试验台，Huntsville的液压分销商Flow Dynamics and Automatio。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 Manage: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。


本文泽自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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