一种伺服阀角位移特性测试自动充退磁系统的制作方法

本发明属于液压气动伺服控制技术领域，具体涉及一种伺服阀角位移特性测试自动充退磁系统。

背景技术：

气动液压射流管伺服阀是航空飞行舵机射流伺服控制的核心部件。射流管伺服阀的角位移特性更是关系到气动舵机系统动静态性能。射流管伺服阀角位移特性参数重要性是保障整体控制精度与可靠性关键环节。目前应用较多的方法是根据操作者经验值，人工对射流管伺服阀导磁体部件进行充退磁，调试必须单独对每一个前置级进行调试，因而整个调试过程需反复装拆前置级多次，使磁性通量参数达到一定的范围内，然后装配好其他零件，整体再进行角位移特性测试。如果测试不合格，需将射流管伺服阀导磁体部件再重新拆开，对导磁体的充磁强度估算性进行调整后，再重复上述操作步骤，直至角位移特性满足要求。由于需要反复拆装，除导致工作效率不高外，且多次拆装，容易将导磁体磕碰产生细小的金属屑，影响了射流管伺服阀工作的可靠性，调整伺服阀流量增益过程复杂繁琐，工作效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种伺服阀角位移特性测试自动充退磁系统，能够对伺服阀一次性装夹后充磁到高磁通饱和状态，然后按计算机工艺步骤缓慢退磁，伺服阀无需反复拆装，提高了角位移特性测试的效率和可靠性。

一种伺服阀角位移特性测试自动充退磁系统，系统包括充磁台架、退磁台架、位移传感器、信号接口箱、数据采集卡和工控机；待测试的伺服阀在充磁台架上进行一次充磁完成后安装到退磁台架上，所述位移传感器安装在退磁台架上；所述工控机通过数据采集卡和信号接口箱向伺服阀力矩马达发出转动指令，所述位移传感器将感应到的伺服阀实际转动值通过信号接口箱和数据采集卡传送给工控机；所述工控机内设定伺服阀在经过多次退磁后所具有的角位移特性指标及退磁目标，在检测目前剩余磁化值后，特性不合格则通过退磁台架自动进行下一步退磁，退磁后再对伺服阀角位移特性自动测试，多次退磁直至角位移特性满足指标要求。

进一步地，所述充磁台架包括支脚、底板、充磁线圈、线圈芯轴、横梁、可调压盖和导磁体支架；所述支脚安装在底板下方，线圈芯轴外部缠绕充磁线圈后垂直固定在底板上，横梁的一端与线圈芯轴固定，横梁的另一端连接可调压盖，可调压盖正下方的底板上固定导磁体支架，可调压盖和导磁体支架之间的空间用于安装伺服阀；底板和线圈芯轴、横梁、可调压盖、导磁体支架与被充磁的伺服阀构成充磁回路，上述几种部件均由导磁材料加工而成，当工控机给充磁线圈通电时，在导磁回路中产生磁场，完成给伺服阀充磁。

进一步地，所述退磁台架包括底板、滑台体、一维电动滑台、三维电动滑台、标定千分尺、传感器支架、磁路组件、退磁线圈、导磁板和位移挡板；

所述滑台体固定在底板上，所述三维电动滑台安装在滑台体的一端，三维电动滑台具有空间三维运动的自由度；所述磁路组件、退磁线圈和导磁板安装在滑台体的另一端，用于完成对安装在一维电动滑台上伺服阀的退磁，伺服阀的转动端安装位移挡板；

一维电动滑台沿滑台体两端进行滑动将被测伺服阀输送到角位移测试位置，所述位移传感器和标定千分尺通过传感器支架固定在三维电动滑台上，位移传感器和标定千分尺随三维电动滑台进行三维度方向的位置调整，伺服阀随一维电动滑台运动到角位移测试位置后，调整三维电动滑台使角位移传感器与伺服阀上的位移挡板同轴且不接触，标定千分尺完成对位移挡板的零位标定；角位移特性测试完成后一维电动滑台带着伺服阀运动至磁路组件位置进行退磁，伺服阀在角位移测试位置和退磁位置之间进行退磁和测试，直至角位移测试指标满足要求。

进一步地，所述伺服阀在进行角位移特性测试时，由工控机驱动伺服阀内部的力矩马达转子转动，从而带动位移挡板摆动，位移传感器将位移挡板的摆动的距离反馈给工控机，经数据处理得出伺服阀的角位移特性。

进一步地，所述工控机具有计算机退磁工艺程序设定的各功能模块，通过软件模块实现伺服阀充退磁综合测试系统控制，并固封各子模块功能，使数据管理和显示达到同步、协调有序，在计算机软件自动设置退磁目标，检测当前磁化值后，自动进行退磁，退磁后再对角位移特性自动测试，多次退磁直至角位移特性满足指标要求。

进一步地，所述工控机记录线圈控制电流，当周期变化的电压作用于力矩马达线圈后，力矩马达产生相应输出力，由传感器生产电信号进入工控机，工控机记录力矩马达输出力与线圈电流的关系；完成测量后将测试结果处理输出，处理结果包括空载角位移特性灵敏度、线性度、总量程、滞环及零点的偏差，并给出空载角位移特性的线性拟合方程。

有益效果：

1、本发明通过充磁台架对伺服阀进行一次充磁，将其磁场强度充至高斯通饱和，然后利用退磁台架对其进行多次小幅值退磁，每退一次进行一次角位移特性测试，直至角位移特性满足要求。伺服阀一次装夹，无需反复拆装，提高了效率，零件在整个过程中无磕碰，提高产品的可靠性。

2、本发明的退磁台架利用角位移传感器的中心轴做为定位每个伺服阀中心轴的高精度特征，在导轨输送到三维测量构架时，定位精度高；位置仅在第一次检测时用人工对准传感器标定位置后，其余都可自动检测出位移特性与剩磁的关系，三维机构可以自动调节位置，使伺服阀重新输送到退磁构架同一位置进行测量循环，保证测量与退磁平台的两精度公差在所需精度内，三维构架可用于不同型号的伺服阀进行测量时，仅需一次要人工操作，后续批量生产的测量由测量系统自动来完成多次退磁循环。三维测量构架可适应多种规格的伺服阀生产和科研测量任务，不需要多种夹具工装的配合使用，简化了换型号的转换过程。

附图说明

图1为本发明的系统组成原理图；

图2为本发明充磁台架的结构组成示意图；

图3、4为本发明退磁台架的结构组成示意图；

图5为本发明的后视图；

图6为图5的a-a剖视图；

图7为图5的c-c剖视图；

图8为伺服阀角位移特性测试原理图。

其中，1-支脚、2-底板、3-充磁线圈、4-线圈芯轴、5-横梁、6-伺服阀、7-可调压盖、8-导磁体支座、9-滑台体、10-三维电动滑台、11-标定千分尺、12-传感器支架、13-位移传感器、14-磁路组件、15-退磁线圈、16-一维电动滑台、17-导磁板、18-位移挡板。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

如附图1所示，本发明提供了一种伺服阀角位移特性测试自动充退磁系统，伺服阀角位移特性测试自动充退磁系统，系统包括充磁台架、退磁台架、位移传感器、信号接口箱、数据采集卡和工控机；待测试的伺服阀在充磁台架上进行一次充磁完成后安装到退磁台架上，位移传感器安装在退磁台架上；工控机通过数据采集卡和信号接口箱向伺服阀力矩马达发出转动指令，位移传感器将感应到的伺服阀实际转动值通过信号接口箱和数据采集卡传送给工控机；工控机内设定伺服阀在经过多次退磁后所具有的角位移特性指标及退磁目标，在检测目前剩余磁化值后，特性不合格则通过退磁台架自动进行下一步退磁，退磁后再对伺服阀角位移特性自动测试，多次退磁直至角位移特性满足指标要求。

如附图2所示，充磁台架包括支脚1、底板2、充磁线圈3、线圈芯轴4、横梁5、可调压盖7和导磁体支架8；支脚1安装在底板2下方，线圈芯轴4外部缠绕充磁线圈3后垂直固定在底板2上，横梁5的一端与线圈芯轴4固定，横梁5的另一端连接可调压盖7，可调压盖7正下方的底板上固定导磁体支架8，可调压盖7和导磁体支架8之间的空间用于安装伺服阀6；底板2和线圈芯轴4、横梁5、可调压盖6、导磁体支架8与被充磁的伺服阀6构成充磁回路，上述几种部件均由导磁材料加工而成，当工控机给充磁线圈3通电时，在导磁回路中产生磁场，完成给伺服阀6充磁。

如附图3和4所示，退磁台架包括底板、滑台体9、一维电动滑台16、三维电动滑台10、标定千分尺11、传感器支架12、磁路组件14、退磁线圈15、导磁板17和位移挡板18；

滑台体9固定在底板上，三维电动滑台10安装在滑台体的一端，三维电动滑台10具有空间三维运动的自由度；磁路组件14、退磁线圈15和导磁板17安装在滑台体9的另一端，用于完成对安装在一维电动滑台16上伺服阀的退磁，伺服阀6的转动端安装位移挡板18，一维电动滑台16能够沿滑台体9两端进行滑动，能够将伺服阀6输送到三维电动滑台10所在的角位移测试位置和磁路组件14所在在退磁位置。

如附图5所示，一维电动滑台16沿滑台体9将被测伺服阀输送到角位移测试位置，位移传感器13和标定千分尺11通过传感器支架4固定在三维电动滑台10上，位移传感器13和标定千分尺11随三维电动滑台10进行三维度方向的位置调整，伺服阀6随一维电动滑台16运动到角位移测试位置后，调整三维电动滑台10使角位移传感器13与伺服阀上的位移挡板18同轴且不接触，标定千分尺11完成对位移挡板18的零位标定，如附图6和7所示；角位移特性测试完成后一维电动滑台16带着伺服阀6运动至磁路组件14位置进行退磁，伺服阀6在角位移测试位置和退磁位置之间进行退磁和测试，直至角位移测试指标满足要求。

伺服阀6在进行角位移特性测试时，由工控机驱动伺服阀6内部的力矩马达转子转动，从而带动位移挡板18摆动，位移传感器13将位移挡板18的摆动的距离反馈给工控机，经数据处理得出伺服阀的角位移特性。

伺服阀6空载角位移特性测试是指在力矩马达输出力为零的条件下，测试得到力矩马达输出角位移与控制线圈电流的关系。空载角位移特性测量原理如附图8所示。位移传感器是涡流传感器，用来测量力矩马达的转角。在放大器输入端加周期为10s～40s的三角波信号，并将该信号和位移传感器输出加到计算机测试系统的a/d转换端，得到力矩马达的角位移特性。位移传感器的输出线接到接口箱后面板的位移接口上，力矩马达的控制线与接口箱后面板的力矩马达接线接头相连。通过力矩马达线圈的电流以电压方式输入计算机来记录线圈控制电流，当周期变化的电压作用于力矩马达线圈后，力矩马达产生相应输出力，由传感器生产电信号进入计算机，计算机记录力矩马达输出力与线圈电流的关系。测量后将测试结果处理输出，处理结果包括空载角位移特性灵敏度、线性度、总量程、滞环及零点的偏差等，并给出空载角位移特性的线性拟合方程。

计算机退磁工艺控制软件根据系统功能需求、使用要求和对象的特点，面向任务对象模块化细分为各功能模块，从而提高系统组合灵活性。通过两个软件模块实现气动舵机充退磁综合测试系统控制，并封装格子模块功能，使数据管理和显示达到同步、协调有序。采用统一的数据记录方式，自动生成报告等处理，并提供丰富的统计信息和输出功能，完善软件系统设计。

测试任务由相应模块下达，主要负责完成舵机性能测试项目和内容的分配，可设定单项测试控制模块完成舵机单项测试，也可由时序控制模块完成舵机全时序自动测试功能。可产生舵机空载角位移特性测试所需的模拟电压三角波信号，信号的幅值、周期、偏置、相位均可通过软件设置；也能够连续测量力矩马达转动时空载角位移信号，对测量数据进行处理并计算出：线性度，滞环，零位误差，灵敏度等指标。而且能够保存测试数据或者载入原有测试数据进行分析。完全实现了测试系统模拟量输出和测量的闭环自检功能，且可以自检计算机和采集卡硬件功能，以及采集卡与接口箱之间的连接状况。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。