一種新型閉鎖機(jī)構(gòu)的閉鎖力自動(dòng)測(cè)試裝置設(shè)計(jì)

劉敏，李家春，余芳

（1.貴陽(yáng)學(xué)院數(shù)學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550005；2.貴州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025）

1 前言

閉鎖機(jī)構(gòu)是火箭彈發(fā)射系統(tǒng)中對(duì)彈體進(jìn)行定位和閉鎖的一種重要機(jī)構(gòu)，其閉鎖性能的好壞直接影響到火箭炮的發(fā)射精度。閉鎖機(jī)構(gòu)所能承受的最大閉鎖力是決定其閉鎖性能的關(guān)鍵，因此對(duì)閉鎖機(jī)構(gòu)的閉鎖力測(cè)試是確定該機(jī)構(gòu)是否滿足工作性能要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。

傳統(tǒng)閉鎖力檢測(cè)裝置通常采用與彈簧稱相類似的工作原理[2]，此類設(shè)備操作復(fù)雜，設(shè)備自動(dòng)化水平低，設(shè)備在測(cè)試操作過(guò)程中，閉鎖機(jī)構(gòu)的臨界最大閉鎖力主要靠人的主觀判斷，判斷主要靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，其誤差大，檢查費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率低，檢查一門40管的火箭炮，需要兩人8h才能完成[3]。

研究旨在從多管自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)測(cè)試平臺(tái)方面討論如何使測(cè)試設(shè)備操作流程簡(jiǎn)易、自動(dòng)化水平高、工作效率高、測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定、盡可能的模擬火箭彈發(fā)射時(shí)閉鎖機(jī)構(gòu)的實(shí)際工況。針對(duì)該目標(biāo)設(shè)計(jì)了一種多管全系列閉鎖機(jī)構(gòu)的閉鎖力全自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，介紹整機(jī)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)，樣機(jī)制作，最后與傳統(tǒng)設(shè)備測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

2 整機(jī)結(jié)構(gòu)

目前，閉鎖機(jī)構(gòu)的閉鎖力測(cè)試常用的傳統(tǒng)設(shè)備大多采用液壓裝置，測(cè)試完一根炮管后需人工換裝，在某企業(yè)現(xiàn)有測(cè)試設(shè)備基礎(chǔ)上對(duì)整機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)和設(shè)計(jì)，可以對(duì)多管進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，無(wú)需人工換裝。該設(shè)備主要由吊掛裝置、多管導(dǎo)軌自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置和測(cè)試執(zhí)行裝置組成，如圖1所示。

圖1 某多管閉鎖機(jī)構(gòu)閉鎖力測(cè)試設(shè)備結(jié)構(gòu)Fig.1 Locking Force Test Equipment Structure

其中，吊掛裝置由鋼絲繩、私服電機(jī)、限位裝置及限位開(kāi)關(guān)等組成；自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置由伺服電機(jī)、上下及左右導(dǎo)軌、定位傳感器等組成；測(cè)試執(zhí)行機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)、滾動(dòng)絲杠、拉壓傳感器、限位開(kāi)關(guān)等組成。

為了提高測(cè)試設(shè)備的自動(dòng)化水平，對(duì)卡彈機(jī)構(gòu)閉鎖力測(cè)試設(shè)備的整機(jī)控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，整機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)結(jié)合，通過(guò)人機(jī)界面控制驅(qū)動(dòng)裝置和對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)的處理，測(cè)試設(shè)備整機(jī)結(jié)構(gòu)邏輯圖，如圖2所示。

圖2 整機(jī)結(jié)構(gòu)邏輯圖Fig.2 Logic Diagram of the whole Machine Structure

3 關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

動(dòng)力輸出及傳動(dòng)裝置的選擇會(huì)影響測(cè)試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，液壓傳動(dòng)的動(dòng)力需要用傳動(dòng)比來(lái)計(jì)算，傳動(dòng)會(huì)受介質(zhì)（液壓油）影響，介質(zhì)的溫度和粘性等都會(huì)對(duì)傳動(dòng)效率產(chǎn)生一定影響。氣壓傳動(dòng)的介質(zhì)（空氣）壓縮比較大，控制精度不高?？紤]到測(cè)試設(shè)備的動(dòng)力傳動(dòng)效率和后期方便設(shè)備的檢修和維護(hù)，采用電機(jī)作為動(dòng)力輸出，用絲杠進(jìn)行傳動(dòng)，卡彈機(jī)構(gòu)閉鎖力測(cè)試設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如圖3所示。

圖3 測(cè)試設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分Fig.3 Test Equipment Actuator

該執(zhí)行機(jī)構(gòu)部分主要有兩臺(tái)伺服電機(jī)、絲杠、左右移動(dòng)滑塊、拉壓力傳感器等組成。兩臺(tái)伺服電機(jī)同時(shí)聯(lián)動(dòng)拉動(dòng)絲杠，模擬彈頭部與執(zhí)行機(jī)構(gòu)前端的卡口連接，當(dāng)模擬彈向前被拉動(dòng)時(shí)，模擬彈與卡彈機(jī)構(gòu)脫離，絲杠前端的拉壓力傳感器記錄整個(gè)脫鉤過(guò)程力的變化，通過(guò)拉壓力傳感器采集的數(shù)據(jù)可以查看卡彈機(jī)構(gòu)能夠承受的最大拉力，且可以直觀觀察最大拉力出現(xiàn)在脫鉤過(guò)程中的時(shí)間，無(wú)需人工操作就可以完成閉鎖力測(cè)試任務(wù)。

3.2 快速脫鉤彈簧設(shè)計(jì)

考慮到卡彈機(jī)構(gòu)掛鉤達(dá)到極限力后的脫鉤瞬間，彈體的速度瞬間由0增加到某一固定值這個(gè)過(guò)程持續(xù)時(shí)間極端，以毫秒（ms）為單位。與此同時(shí)，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不能在極短的時(shí)間內(nèi)迅速提升，不能達(dá)到與彈體的運(yùn)動(dòng)速度同步，會(huì)產(chǎn)生不真實(shí)的脫鉤力。

為了解決上述所訴問(wèn)題，在卡彈機(jī)構(gòu)閉鎖力測(cè)試設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中加入快速脫開(kāi)彈簧。開(kāi)始加載拉力時(shí)，首先壓縮快速脫開(kāi)彈簧（移動(dòng)距離為≤10mm），彈簧壓縮到底后，隨著電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)持續(xù)位移，彈體的卡彈力繼續(xù)增大，當(dāng)達(dá)到脫鉤力時(shí)，快速脫開(kāi)彈簧迅速釋放彈力，快速拉動(dòng)彈體移動(dòng)，使產(chǎn)品上的抓鉤快速?gòu)哪M彈的抓鉤槽分離開(kāi)，完成卡彈機(jī)構(gòu)閉鎖力測(cè)試任務(wù)，如圖4所示。

圖4 快速脫開(kāi)彈簧Fig.4 Quick Release Spring

3.3 模擬彈快速連接器

目前多數(shù)的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行多管測(cè)試時(shí)需要人工對(duì)準(zhǔn)測(cè)試平臺(tái)的對(duì)接口，一根炮管固定對(duì)接一個(gè)對(duì)接口進(jìn)行測(cè)試，需要專用的工裝和夾具，專用測(cè)試平臺(tái)無(wú)法對(duì)不同型號(hào)的炮管進(jìn)行閉鎖力測(cè)試，當(dāng)前舊設(shè)備測(cè)試卡彈機(jī)構(gòu)向前脫鉤閉鎖力現(xiàn)場(chǎng)圖，如圖5所示。

圖5 舊設(shè)備測(cè)試卡彈機(jī)構(gòu)向前脫鉤閉鎖力現(xiàn)場(chǎng)圖Fig.5 Old Equipment Test Card Bomb Mechanism Decoupled Forward

為了解決不同型號(hào)模擬彈與測(cè)試設(shè)備執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)法直接進(jìn)行連接，需要加裝專用夾具裝置進(jìn)行連接；不同型號(hào)模擬彈尺寸有差異，在與執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接時(shí)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)等問(wèn)題。在模擬彈與執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接處設(shè)計(jì)卡環(huán)槽和U型彈簧卡，當(dāng)模擬彈的導(dǎo)向錐對(duì)準(zhǔn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的卡環(huán)槽后，向前移動(dòng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行卡緊，如圖6所示。

圖6 模擬彈與執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接示意圖Fig.6 Simulated Bomb Connected with Actuator

在模擬彈與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間設(shè)計(jì)模擬彈加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)螺母，可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺母方便解決不同型號(hào)模擬彈長(zhǎng)度不同與執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速連接的問(wèn)題，如圖7所示。

圖7 模擬彈加長(zhǎng)桿長(zhǎng)度調(diào)節(jié)示意圖Fig.7 Length Adjustment of Analog Bullet Extension Rod

3.4 模擬彈自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)

為了提高測(cè)試效率，減少人工對(duì)準(zhǔn)消耗的時(shí)間成本，設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)工件位置和工件自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，測(cè)試設(shè)備自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)工作平臺(tái)采用激光自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)。自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)即調(diào)整兩個(gè)平臺(tái)上的光軸，使之時(shí)刻保持共軸狀態(tài)[4]。激光對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)對(duì)光束進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整[5?6]。

激光對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)是由低能激光器發(fā)射出激光束，經(jīng)分光鏡到達(dá)快速控制反射鏡后，由快速控制反射鏡反射到高能激光器輸出鏡，由高能激光器輸出鏡入射的光線按原光路返回，到達(dá)分光鏡后激光束被反射到CCD[7]。

激光對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)高能激光器輸出鏡監(jiān)測(cè)，正常狀態(tài)時(shí)位置檢測(cè)器輸出信號(hào)為零，此時(shí)控制系統(tǒng)沒(méi)有信號(hào)輸出；當(dāng)高能激光器輸出鏡變動(dòng)時(shí)，返回光束發(fā)生平移，在位置檢測(cè)器上產(chǎn)生偏差信號(hào)。該信號(hào)輸入到快速控制反射鏡控制系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)反射鏡旋轉(zhuǎn)改變進(jìn)入快速控制反射鏡的光束方向，從而校正激光傾斜的方向，使偏差信號(hào)減小，實(shí)現(xiàn)對(duì)高能激光器輸出鏡的監(jiān)測(cè)[8?9]，如圖8所示。

圖8 激光對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)工作原理Fig.8 Laser Alignment System

4 設(shè)備傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

帶動(dòng)火箭彈脫鉤的驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)力源為伺服電機(jī)，動(dòng)力通過(guò)絲杠傳動(dòng)，拉動(dòng)火箭彈向前或者向后運(yùn)動(dòng)。設(shè)備的吊掛裝置由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作平臺(tái)的左右上下移動(dòng)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，研究的測(cè)試設(shè)備傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖，如圖9所示。

圖9 設(shè)備傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖Fig.9 Equipment Transmission Structure Diagram

5 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1 邏輯控制器及工作原理

經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，綜合考慮測(cè)試設(shè)備的控制器采用德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的s7?1200。它具有設(shè)計(jì)緊湊，組態(tài)靈活，成本低廉，具有功能強(qiáng)大的指令集，這些優(yōu)勢(shì)的組合在使得它在各種控制小型應(yīng)用中得到廣泛采用，并且完全可以滿足這里研究測(cè)試設(shè)備的控制需求。

PLC主要通過(guò)循環(huán)周期掃描的方式來(lái)執(zhí)行任務(wù)或者指定程序，在不斷循環(huán)掃描過(guò)程中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣和輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。PLC的工作過(guò)程主要有初始化、自診斷、通信處理、外設(shè)服務(wù)、執(zhí)行程序、I/O刷新，不間斷周期循環(huán)，

5.2 系統(tǒng)控制流程

設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)主要對(duì)電機(jī)進(jìn)行精確控制、輸入信號(hào)處理和輸出刷新、對(duì)工件位置進(jìn)行監(jiān)控以及通過(guò)工件位置信息自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)工作平臺(tái)[10]，系統(tǒng)控制流程圖，如圖10所示。

圖10 系統(tǒng)控制流程圖Fig.10 System Control Flow Chart

5.3 觸摸屏界面

工業(yè)控制領(lǐng)域最早對(duì)觸摸屏進(jìn)行開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，使用者可以通過(guò)觸摸屏與PLC進(jìn)行直觀的人機(jī)交互，從而對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行操作來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制設(shè)備的運(yùn)行。根據(jù)卡彈機(jī)構(gòu)閉鎖力測(cè)試設(shè)備的設(shè)計(jì)和控制需求，測(cè)試設(shè)備的人機(jī)界面設(shè)計(jì)主要包括：起始界面、登陸界面、主界面、參數(shù)設(shè)置界面等。

5.3.1 起始界面

系統(tǒng)通電后，首先進(jìn)入起始界面，在起始界面可以顯示出設(shè)備名稱、公司logo、公司名稱、時(shí)間和日期。通過(guò)起始界面的進(jìn)入系統(tǒng)按鈕使用者可以選擇是否進(jìn)入系統(tǒng)控制，

5.3.2 登陸界面

考慮到研究測(cè)試設(shè)備的特殊性，為了防止試驗(yàn)數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的泄露以及非相關(guān)人員的誤操作，設(shè)計(jì)了登陸界面，使用者需要使用用戶名和密碼才可以進(jìn)行控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)查看或者測(cè)試任務(wù)等相關(guān)操作，

5.3.3 主界面

主界面包括四個(gè)部分，分別是吊掛系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、拉力系統(tǒng)和推力系統(tǒng)。這四個(gè)系統(tǒng)分別執(zhí)行相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和數(shù)據(jù)采集和反饋。

吊掛系統(tǒng)是測(cè)試前期的準(zhǔn)備工作，是將模擬彈通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)上升到測(cè)試工作平臺(tái)，界面可以顯示吊掛拉力的實(shí)時(shí)數(shù)值，使用者可以通過(guò)界面手動(dòng)控制模擬彈的上升和下降以及停止操作，還設(shè)計(jì)了吊掛傳感器差值超限提示和吊掛限位報(bào)警，

定位系統(tǒng)即工件自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，主要是對(duì)模擬彈進(jìn)行定位控制，通過(guò)掃描傳感器以及限位開(kāi)關(guān)的位置反饋到控制系統(tǒng)對(duì)模擬彈進(jìn)行定位控制，定位系統(tǒng)界面主要包括工件定位、返回原點(diǎn)、升降未掃描到工件報(bào)警、左右未掃描到工件報(bào)警、報(bào)警界面、電機(jī)故障重啟、報(bào)警消除，

拉力系統(tǒng)是測(cè)試模擬彈向前脫鉤過(guò)程中卡彈機(jī)構(gòu)閉鎖力值，主要控制兩臺(tái)伺服電機(jī)聯(lián)動(dòng)拉動(dòng)模擬彈向前移動(dòng)來(lái)測(cè)試卡彈機(jī)構(gòu)的閉鎖力值。拉力系統(tǒng)界面主要包括：拉力測(cè)試、拉力回原點(diǎn)、拉力卸載、拉力實(shí)時(shí)值和拉力最大值，

推力系統(tǒng)與拉力系統(tǒng)相反，是測(cè)試模擬彈向后脫鉤過(guò)程中卡彈機(jī)構(gòu)閉鎖力值，同樣是通過(guò)控制兩臺(tái)伺服電機(jī)聯(lián)動(dòng)向后拉動(dòng)模擬彈向前移動(dòng)來(lái)測(cè)試卡彈機(jī)構(gòu)的閉鎖力值，推力系統(tǒng)界面主要包括：推力測(cè)試、推力回原點(diǎn)、推力卸載、推力實(shí)時(shí)值和推力最大值、參數(shù)設(shè)置、更改用戶、測(cè)試復(fù)位，

5.3.4 參數(shù)設(shè)置界面

在參數(shù)設(shè)置界面使用者可以根據(jù)測(cè)試任務(wù)的需要設(shè)置合適的數(shù)值進(jìn)行閉鎖力測(cè)試操作，主要包括吊掛參數(shù)、坐標(biāo)定位參數(shù)、拉力參數(shù)等，可以設(shè)置速度、坐標(biāo)增益值、拉對(duì)接力值和推對(duì)接力值等。

6 測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)對(duì)比分析

6.1 傳統(tǒng)舊設(shè)備測(cè)試閉鎖力

企業(yè)當(dāng)前所用的傳統(tǒng)舊設(shè)備采用液壓驅(qū)動(dòng)，需人工操作來(lái)完成測(cè)試任務(wù)和最大閉鎖力的讀取。測(cè)試面板一個(gè)孔對(duì)應(yīng)一個(gè)炮管，需手動(dòng)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)所需測(cè)試的管后與測(cè)試面板進(jìn)行連接，才能開(kāi)始測(cè)試。數(shù)據(jù)的處理和讀取主要靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)工作人員測(cè)試操作。

采用傳統(tǒng)舊設(shè)備測(cè)試七根炮管的閉鎖力，對(duì)每一根炮管的卡彈機(jī)構(gòu)測(cè)試三次，七組炮管的平均閉鎖力為1631N左右，七組數(shù)據(jù)中最大閉鎖力為1732N，最小閉鎖力為1567N，全部數(shù)據(jù)的最大誤差為165N。但最大和最小閉鎖力不再同一組測(cè)試數(shù)據(jù)中出現(xiàn)，最大閉鎖力出現(xiàn)在第一組和第四組測(cè)試數(shù)據(jù)中，最小閉鎖力出現(xiàn)在第七組數(shù)據(jù)中。七組數(shù)據(jù)中，誤差最大的在第4組，誤差為159N，誤差最小的在第3組，誤差為52N，最大誤差和最小誤差之間的差值為107N，測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 傳統(tǒng)舊設(shè)備測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)Tab.1 Locking Force Data of Traditional Old Equipment Test

七根炮管的卡彈機(jī)構(gòu)屬于同一批次生產(chǎn)產(chǎn)品，且七跟炮管測(cè)試時(shí)采用同一根模擬彈，但測(cè)試的閉鎖力會(huì)上下波動(dòng)?？梢钥闯稣`差曲線雖然有波動(dòng)，但總體趨于平穩(wěn)。平均值曲線基本上屬于平穩(wěn)趨勢(shì)，第二次測(cè)試數(shù)據(jù)曲線波動(dòng)最大，第一次測(cè)試數(shù)據(jù)曲線和第三次測(cè)試數(shù)據(jù)曲線相對(duì)較為平穩(wěn)一些?？紤]到卡彈機(jī)構(gòu)在使用過(guò)程中的疲勞壽命影響，從卡彈機(jī)構(gòu)測(cè)試的曲線可以看到，曲線沒(méi)有明顯的遞減趨勢(shì)，即閉鎖力沒(méi)有隨著測(cè)試次數(shù)的增加而逐漸遞減，因此卡彈機(jī)構(gòu)在使用前期受疲勞壽命影響因素極小，排除這個(gè)因素外，可以推斷測(cè)試的數(shù)據(jù)受工作人員的經(jīng)驗(yàn)和外界因素影響較大，如圖11所示。

圖11 傳統(tǒng)設(shè)備閉鎖力測(cè)試曲線Fig.11 Locking Force Test Curve of Traditional Equipment

6.2 樣機(jī)測(cè)試閉鎖力

樣機(jī)采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)舊設(shè)備的液壓驅(qū)動(dòng)，閉鎖力數(shù)據(jù)的采集通過(guò)拉壓力傳感器采集，經(jīng)過(guò)A/D模擬量轉(zhuǎn)換后通過(guò)PLC來(lái)識(shí)別和讀取并進(jìn)行保存，因此可以降低數(shù)據(jù)受人為因素的影響。為了與傳統(tǒng)舊設(shè)備測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)形成對(duì)比參照，本文樣機(jī)對(duì)舊設(shè)備測(cè)試七跟炮管，也分別對(duì)其對(duì)應(yīng)卡彈機(jī)構(gòu)的閉鎖力進(jìn)行5次測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)，如表2所示。

從表2 可以看出，七組數(shù)據(jù)中最大閉鎖力為1715N，出現(xiàn)在第1組炮管測(cè)試中；最小的閉鎖力為1584N，出現(xiàn)在第6組炮管測(cè)試數(shù)據(jù)中。整個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)中最大閉鎖力和最小閉鎖力誤差為131N，七組數(shù)據(jù)中誤差最大的為第1組，誤差為63N，誤差最小的在第3組數(shù)據(jù)中，誤差僅有38N。七組測(cè)試數(shù)據(jù)中平均閉鎖力都在（1600～1700）N 之間，誤差值在（38～63）N 范圍內(nèi)，整體測(cè)試的閉鎖力數(shù)字波動(dòng)較小?？梢钥闯稣麄€(gè)曲線的波動(dòng)較小，每1組的閉鎖力數(shù)據(jù)基本上已經(jīng)很接近。整個(gè)七組測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)的誤差趨于平穩(wěn)，無(wú)明顯波動(dòng)。與舊設(shè)備測(cè)試同樣情況，若不考慮卡彈機(jī)構(gòu)使用過(guò)程中疲勞壽命的影響，測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)受人為因素影響降低以后，可以初步推斷測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)波動(dòng)和誤差都有所減小，本文樣機(jī)測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)曲線，如圖12所示。

表2 樣機(jī)測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)Tab.2 Prototype Test Locking Force Data

圖12 樣機(jī)測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)曲線Fig.12 Prototype Test Locking Force Data Curve

6.3 樣機(jī)與舊設(shè)備閉鎖力對(duì)比

樣機(jī)測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)曲線與舊設(shè)備測(cè)試閉鎖力數(shù)據(jù)曲線對(duì)比圖，如圖13所示。

圖13 樣機(jī)與舊設(shè)備測(cè)試閉鎖力曲線對(duì)比Fig.13 Comparison of the Locking Force Curve Between the Prototype and the Old Equipment

可以看出，樣機(jī)的最大波動(dòng)只有63N，而舊設(shè)備測(cè)試的最大波動(dòng)為159，波動(dòng)幅度為樣機(jī)的2.5倍左右。樣機(jī)的最小波動(dòng)為38N，而舊設(shè)備測(cè)試的數(shù)據(jù)最小波動(dòng)為52N，是樣機(jī)的1.4倍左右。相對(duì)于樣機(jī)測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)曲線，舊設(shè)備測(cè)試的三條閉鎖力數(shù)據(jù)曲線的波動(dòng)范圍較大，舊設(shè)備的最大值與最小值誤差可以直觀明顯的觀察到。反觀樣機(jī)測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)曲線比舊設(shè)備測(cè)試的數(shù)據(jù)曲線更加趨于平穩(wěn)的狀態(tài)。

從對(duì)比曲線可以明顯看出，不管是測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)曲線、測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)平均值、還是測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)的最大誤差曲線，樣機(jī)測(cè)試的數(shù)據(jù)曲線波動(dòng)范圍更小，曲線更加平穩(wěn)?？梢钥闯鰳訖C(jī)測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)受到的人為因素影響較小，數(shù)據(jù)更加接近仿真閉鎖力數(shù)據(jù)曲線的理想狀態(tài)，樣機(jī)的測(cè)試數(shù)據(jù)可靠性和可信度更高。

7 結(jié)論

針對(duì)現(xiàn)有閉鎖機(jī)構(gòu)的閉鎖力測(cè)試設(shè)備大多存在的測(cè)試效率低、只能靜態(tài)測(cè)試且數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、自動(dòng)化程度低、測(cè)試對(duì)象單一等問(wèn)題，在某企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)和設(shè)計(jì)，以及對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試設(shè)備能夠完成自動(dòng)測(cè)試任務(wù)。

閉鎖力數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果表明：本設(shè)計(jì)樣機(jī)測(cè)試的閉鎖力最大誤差和最小誤差均較舊設(shè)備小；樣機(jī)最大誤差是舊設(shè)備的2/5左右，最小誤差是舊設(shè)備的7/10左右；數(shù)據(jù)曲線波動(dòng)范圍相對(duì)較小，數(shù)據(jù)更加平穩(wěn)，表明本文樣機(jī)測(cè)試的閉鎖力數(shù)據(jù)可靠性和可信度更高；同時(shí)，測(cè)試過(guò)程中樣機(jī)的測(cè)試效率和性能更加穩(wěn)定，研究為設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用提供了理論依據(jù)。